深空探测器动态约束规划中的外延约束过滤方法研究

随着深空探测任务的增加以及星上科学任务的日益复杂,深空探测器自主任务规划与调度技术成为研究的热点。在深空探测器任务特点与系统约束分析的基础上,将智能规划理论与约束可满足技术相结合,研究多层约束规划模型中约束的动态特征,设计了基于动态约束表的外延约束快速过滤算法,根据领域信息中活动间的冲突性特征来对新加入的活动进行分类和一致性检查。仿真结果表明:提出的算法能够有效地降低约束处理中无效的约束检查次数,降低问题处理过程中的算法回溯,提高规划效率和成功率。     

广州地磁Z分量日变幅的谱特征

利用1972—1993年广州地磁资料,分析了Z分量日变幅的年平均、年变化和半年变化等低频成分的逐年变化,以及小于60天的短周期变化特征．同时对1972—1993年的F10.7日均值进行了谱分析．结果指出,广州地磁Z分量日变幅的年平均与太阳活动指数F10．7的年平均存在良好的线性相关;具有幅度大约5nT夏季极大的年变化,与太阳活动没有明显相关,是一种季节效应;存在春秋分极大的半年变化,幅度与太阳活动有关,高年的幅度明显大于低年;具有明显的与太阳自转相关的27天左右的变化和明显的与行星波有关的接近16日、10日、5日、2日等短周期变化．广州地磁Z分量日变幅的这些谱特征,有助于更深入地了解中低层大气对电离层影响的物理机制．     

蜂蝇悬停和前飞时的动稳定性

悬停和前飞是昆虫常用的两种飞行状态,研究昆虫在这两种状态下的动稳定性问题对昆虫飞行动力学研究工作具有重要意义.基于\"平均模型\"和小扰动线化的思想,给出了昆虫绕平衡点处纵向和横向的小扰动运动方程;通过计算流体力学方法获得气动导数,并利用特征模态分析法求解运动方程,研究了蜂蝇悬停和前飞时的动稳定性.结果证明,悬停时纵向和横向扰动运动均存在不稳定模态,悬停是不稳定的;前飞时,纵向扰动运动的不稳定模态的倍幅期较悬停时减小,其纵向不稳定性逐渐增强,而横向不稳定性较悬停时减弱,趋于较弱或中性的稳定;前飞是不稳定的.     

CHAMP卫星加速度计标校参数序列的谱分析

给出了利用能量守恒方法求定CHAMP卫星加速度计标校参数的基本原理和算法.对2001年8月-2003年12月共约两年半的CHAMP卫星加速度计数据进行了标校,导出了尺度、偏差和偏差漂移参数的时间序列,分别采用最小二乘谱分析和抗差谱分析对这些时间序列进行了分析.结果表明,尺度、偏差和偏差漂移参数都有明显的周期变化,但各主周期项略有差异.尺度的主周期是441 d、220 d、126 d和13.4 d的周期变化,其中220d和441d的周期变化的贡献相对较大.偏差中有明显的220d、126d和13.4d周期变化,各周期变化的贡献几乎相当;偏差漂移的主周期是220 d、13.4 d和9 d的周期变化,其中13.4 d的周期变化最为显著,几乎比其他周期项变化高出一个数量级.另外尺度和偏差参数还有明显的长期变化,而偏差漂移参数的长期变化不明显.     

三轴陀螺稳定平台伺服回路全姿态解耦及变增益控制方法

在载体大机动飞行背景下,要求惯性平台具备全姿态的功能。国内现有的三轴陀螺稳定平台（简称三轴平台）不具备全姿态的功能,在内框架增加了限位挡钉以限制内框架角的工作范围,主要是基于内框架角不能工作在接近于?90?的认识。为了准确描述全姿态条件下三轴平台的运动规律,本文指出了传统动力学推导过程中的不足之处,重新建立了三轴平台的动力学模型,基于该模型给出了非奇异的全姿态伺服回路并提出了一种新的全姿态解耦方法,包括力矩解耦和转动惯量解耦。最后,针对转动惯量在框架转动过程中非定值的问题,提出了基于H∞控制理论的变增益控制策略。仿真结果表明,变增益控制器相对定常参数控制器可显著改善三轴平台伺服回路控制的性能。     

非均匀间距的低副瓣宽带微带阵列天线设计

为降低天线副瓣电平（SLL）和展宽带宽,设计了一款谐振频率为14.25 GHz的16阵元非均匀间距的耦合馈电微带阵列天线。天线采用多层设计,通过在接地板开矩形槽进行耦合馈电,并引入空气层,降低天线Q值,增大带宽。区别于均匀间距阵列天线的激励幅值加权,从阵元间距角度入手,利用差分进化算法降低副瓣电平,构建非均匀间距并联线阵天线。用槽面辐射的能量近似代替阵元接收的能量,观察阵元功率分配情况,并建立馈电网络所有馈线段的数学关系,保证非均匀间距条件下所有阵元为等幅同相激励。测试结果显示,天线在14~14.5 GHz范围内电压驻波比小于2,满足了卫星动中通的带宽要求;工作带宽内增益大于16 dB,副瓣电平低于-16 dB,性能优于均匀间距阵列天线。      

航空发动机电子控制器可测试性技术应用研究

基于边界扫描的测试思想,提出了1种航空发动机电子控制器可测试性设计方案。通过器件管脚的边界扫描单元,在板级甚至多个目标板组成的复杂系统间,构建了1条在集成电路边界绕行的移位寄存器链,可以实现复杂集成电路的嵌入式测试。该方案还可以实现故障注入,对航空发动机电子控制器机内自测试(B IT)能力进行验证。     

基于湿热环境下的碳纤维复合材料力学性能研究及老化寿命预测

对T700/TDE-86碳纤维复合材料开展人工加速湿热老化试验,通过对比分析复合材料老化前后剖面形貌和物理化学特性,探讨了复合材料的吸湿扩散行为,研究了复合材料力学性能演变规律;并构建剩余强度计算模型,结合环境系数预测了湿热环境下复合材料的老化寿命。结果表明：复合材料吸湿率随老化时间延长而逐渐增大直至趋于平缓,符合Fick扩散定律;相对于未进行湿热老化的复合材料,经60℃、95%RH湿热环境老化后的复合材料各力学性能均有所下降,其中剪切强度最为严重,老化64 d后其强度下降率高达25%;基于剩余强度与环境系数预估的T700/TDE-86碳纤维复合材料寿命期限约为30年,为树脂基复合材料未来服役可靠性奠定了基础。     

基于位置信息指纹的蓝牙/WiFi混合定位方法

针对蓝牙/无线保真（WiFi）混合定位精度不理想、稳定性差等问题,提出了基于位置信息指纹的蓝牙/WiFi混合定位方法,该方法由离线阶段与在线阶段组成。在离线阶段,首先将采集的蓝牙/WiFi信号强度分为2组,第1组用于构建蓝牙、WiFi和蓝牙/WiFi混合指纹库;第2组作为训练指纹,分别与蓝牙、WiFi及蓝牙/WiFi混合指纹库匹配定位,以获得蓝牙、WiFi及蓝牙/WiFi混合指纹估计位置。随后,基于指纹估计位置和参考点构建位置信息指纹库。在在线阶段,先进行蓝牙、WiFi和蓝牙/WiFi混合指纹定位,然后结合蓝牙、WiFi和混合指纹估计位置生成在线位置信息指纹,最后,利用K近邻（KNN）算法实现与位置信息指纹库的匹配定位。实验结果表明,提出方法在2个公开数据集上的定位效果明显优于加权K近邻（WKNN）、高斯过程回归（GPR）和支持向量机（SVM）方法。在数据集一中,提出方法的均方根误差（RMSE）比WKNN、GPR和SVM最少减小了41.21%、48.33%和67.56%;在数据集二中,提出方法的平均绝对误差（MAE）为 0.914 m,远优于WKNN、GPR和SVM。     

超临界压力下航空煤油RP-3壁面结焦特性对换热的影响

研究了超临界压力下航空煤油(RP-3)在微细管内流动过程中结焦对换热的影响规律.实验中系统压力保持为5MPa,燃油质量流量为3g/s.燃油溶解氧达到饱和,实验段进出口油温分别为127℃和450℃,实验时间为60min,并利用“称质法”获得煤油结焦量.结果表明:由于壁面结焦的差异使得换热特性沿实验段可分为3个区域:进口低温段的传热稳定区、结焦峰值处的传热恶化区和出口高温段的短期强化区.进口低温段结焦量较少,对换热的影响可以忽略;结焦峰值处由于其结焦迅速且量大致使管内传热热阻突增,传热系数下降36.1%故出现传热恶化;高温段出现短期强化是由于结焦微粒附着于管壁,增加了其粗糙度而导致近壁面处流体湍动能增大以及由于近壁面高温区域煤油裂解结焦而产生化学吸 热量,进而强化换热.随着时间的推移,结焦量不断增多,结焦热阻增加的效应抵消并超过以上两种因素的影响,因此又出现传热恶化.