Transition prediction and sensitivity analysis for a natural laminar flow wing glove flight experiment

Natural laminar flow technology can significantly reduce aircraft aerodynamic drag and has excellent technical appeal for transport aircraft development with high aerodynamic efficiency. Accurately and efficiently predicting the laminar-to-turbulent transition and revealing the maintenance mechanism of laminar flow in a transport aircraft’s flight environment are significant for developing natural laminar flow wings. In this research, we carry out natural laminar flow flight experiments with different Reynolds numbers and angles of attack. The critical N-factor is calibrated as 9.0 using flight experimental data and linear stability theory from a statistical perspective, which makes sure that the relative error of transition location is within 5%. We then implement a simplified e^N transition prediction method with a similar accuracy compared with linear stability theory. We compute the sensitivity information for the simplified e^N method with an adjoint-based method, using the automatic differentiation technique (ADjoint). The impact of Reynolds numbers and pressure distributions on TS waves is analyzed using the sensitivity information. Through the sensitivity analysis, we find that: favorable pressure gradients not only suppress the development of TS waves but also decrease their sensitivity to Reynolds numbers; there exist three special regions which are very sensitive to the pressure distribution, and the sensitivity decreases as the local favorable pressure gradient increases. The proposed sensitivity analysis method enables robust natural laminar flow wings design.     

低速风洞试验模型振动主动控制技术

风洞试验悬臂梁结构的尾部模型支撑系统在风载激励下会产生振动,振动会威胁试验安全,影响试验结果.为抑制模型及支撑系统振动,本文研究了一种主动抑振控制系统并取得应用.其中,抑振系统执行机构采用压电材料,控制系统采用自适应内模控制算法.对自适应内模控制算法的结构和工作原理进行了分析,介绍了训练模式下模型参数辨识和试验模式下控...     

基于低通等效的带通PSWF脉冲产生方法

椭圆球面波函数不存在闭式解,带通 PSWF脉冲信号的实时求解产生限制了 PSWF的应用。针对这一问题,从带通信号低通等效的基本原理出发,分析了带通 PSWF脉冲信号的低通等效形式；在此基础上,反向运用低通等效原理,给出了一种带通 PSWF脉冲重构产生方法,并用 FPGA对该方法进行了设计实现。这一方法将带通 PSWF脉冲信号的产生转化为其低通等效形式的产生,可有效降低信号产生的复杂度,该方法引入了正余弦变换,建立了非正弦 PSWF脉冲产生与正余弦变换技术之间的联系,为 PSWF脉冲的工程应用奠定了基础。     

运载火箭风场高精度拟合方法

针对运载火箭风场传统拟合方法精度低的问题，提出一种基于最少参数神经网络的高精度拟合方法。该方法将运载火箭飞行高度作为网络输入，将风场的速度和朝向作为网络输出，在满足精度要求下使用最少的网络层数和神经元个数完成风场拟合，并给出了隐层节点数的下界公式。和传统的最小二乘多项式拟合及其分段形式相比，最少参数神经网络只使用一套框架即可完成风速和风向的拟合，并提高了拟合精度。大量仿真结果充分说明了所提出方法的有效性、简洁性和鲁棒性。     

L波段高效小尺寸功率放大器载片设计

为了应对当前市场对功率器件更低成本、更小尺寸和更优性能的要求，设计了一款工作频率为1.2～1.4GHz的高效率小尺寸氮化镓（gallium nitride,GaN）基功率放大器载片。使用有源时域负载牵引系统对GaN管芯进行在片测试并提取管芯的非线性行为模型，在先进设计系统（advanced design system,ADS）软件中利用模型进行阻抗匹配电路设计和仿真，将功率放大器端口匹配到了目标阻抗50Ω。该载片采用谐波控制技术使功率放大器附加效率提高了6%～8%，采用高介电常数的陶瓷材料将载片电路集成在8mm×8mm。实测结果显示，放大器在漏源电压28V、100us脉宽和10%占空比脉冲输入的工作条件下，在小尺寸的载体上实现了输出功率大于56W，功率附加效率大于78%的高效率指标。     

不同镧肥施用量对香稻产量及糙米香气含量的影响

以常规香稻品种桂香占为材料,采用盆栽试验,研究了不同镧肥施用量对香稻产量及糙米香气含量的影响.结果表明,基施LaCl_3 80、100 mg·kg~(-1)处理能够提高香稻的有效穗数和结实率,从而提高其实际产量;LaCl3亦能提高香稻糙米的香气含量,其中以基施LaCl_3 180 mg·kg~(-1)的糙米香气含量最高,基施LaCl_3 100 mg·kg~(-1)糙米香气含量次高;协同提高香稻产量和香气含量的最佳LaCl_3基肥施用量为100 mg·kg~(-1).     

基于强化学习的航天器姿态控制器设计

航天器在轨执行某些任务时，其质量参数会发生未知变化，传统控制方法在这种情况下控制效果不佳。本文提出基于强化学习的航天器姿态控制器设计方法，该方法在姿态控制器训练过程中不需要对航天器进行动力学建模，不依赖航天器的质量参数。当质量参数发生较大未知变化时，训练好的控制器仍然可以保持较好的控制效果。仿真测试表明:使用基于强化学习方法训练的控制器确实具有良好的鲁棒性。此外，回报函数的设计会明显影响姿态控制器的训练，因此对不同的回报函数设计进行了研究。     

基于网格测力数据的多体分离轨迹预测方法研究

将基于风洞网格测力试验数据建立的气动力模型与刚体运动方程进行耦合求解得到多体分离轨迹-时间特性，建立了一种多体分离的离线轨迹预测方法。为了提高气动力模型的预测精度，针对移动最小二乘法（MLS）模型提出一种新的权函数形式，针对Kriging气动力数学模型通过加入样点预处理提出了Kriging-Pre数学模型。研究方法应用于来流马赫数6条件下，某并联两级入轨飞行器标模的分离特性研究。研究表明采用改进的两种气动力数学模型均可有效提高分离轨迹预测精度，得到与CFD以及风洞试验定性一致的结论。验证了本文提出的离线轨迹预测方法可以满足当前多体分离特性定性分析需求，具有较高时效性。     

考虑售后服务与回收加工的复杂设备部件生产库存控制模型

综合考虑了大型复杂设备生产厂家各种类型的部件来源与需求,构建了复杂设备部件生产库存控制模型。模型以费用作为目标,通过权衡生产成本、库存成本以及缺货成本,从而确定合理的部件生产库存控制策略。     

CMOS探测器星敏感器的跟踪窗口星图处理方法

近年来，商业航天微小卫星已经实现了轻小型化、低成本、快速研制等目标，但是在卫星姿态控制方面受制于星敏感器等测量敏感器的精度水平，无法实现高精度的测量与控制。为满足微小卫星在轨飞行中高精度姿态测量和大角速度运动的要求，本文提出了适用于CMOS探测器星敏感器的跟踪窗口星图处理算法方案，设计了基于姿态信息和导航星库，通过坐标系旋转和透视投影变换，预测探测星点成像位置，设置CMOS探测器跟踪窗口的方法，根据跟踪窗口设置，完成预测恒星所在图像子区域的像素灰度数据采集和背景灰度值的计算。采用这种方法后，恒星成像质心精度得到了提高，加快了星点提取质心的图像处理速度。通过试验室动态光星模和外场观星试验验证。试验结果表明:该算法提升了星敏感器的精度( )和动态性能(3 (°)/s)，同时提高了全天识别的概率和跟踪数据有效率。