基于FPGA的高性能回收控制器的设计与实现

针对中国新一代载人飞船对回收着陆系统的高可靠、高实时、不可逆、一次成功等要求,为了使回收分系统控制单元在复杂控制模式下高精确完成弹减速伞、弹主伞、抛防热大底、着陆缓冲控制等相关的动作,设计了以现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）为核心处理器装置的控制单元,实现了对航天器的现有减速与缓冲装置的可靠、精确地控制。该控制器采用三模冗余（Three Mode Redundancy,TMR）控制策略,程序上采取了复杂状态机等并行执行的控制逻辑,系统上采取了3个分时启动电路,输出上采取了具有自反馈校正的同步校验信号系统。在满足产品上电浪涌电流的同时,以三取二方式有效的输出规定脉宽时序的指令信号,满足了后一级执行机构的动作需求。实物产品飞行试验验证结果显示,回收控制器启动特性、指令时间、响应性能均满足航天器现有减速与缓冲装置要求,可为同类型其他设计提供一定的借鉴和参考。     

导管螺旋桨内流场的PIV测量

内流场对于导管螺旋桨的设计和性能分析是至关重要的,利用随车式PIV在中国船舶科学研究中心拖曳水池进行了导管螺旋桨的内流场测量.使用标靶技术建立了物像对应关系,从而修正导管曲率和厚度产生的图象畸变.使用同步控制器实现螺旋桨相位、CCD摄像和激光器的精确同步控制.试验分别在三个不同进速系数J=1.2,1.0 和0.8下进行.试验结果很好地反映了螺旋桨梢涡、毂部涡、以及螺旋桨上下表面脱落的旋向相反的尾涡,以及近导管内壁、桨毂壁面涡层等流动特征.试验表明,涡强都随着进速系数的减小而增加.与螺旋桨前流动相比,导管内螺旋桨后轴向速度沿径向分布的不均匀性明显增强.试验结果表明,对于导管厚度与曲率都空间变化的导管螺旋桨,应用PIV技术进行内流场测量在技术上是可行的.     

用PIV技术研究汽油机缸内流场的湍流积分尺度

对一台四气门单缸发动机进行了改装,以便于应用粒子图像速度仪(PIV)研究其在进气和压缩冲程缸内横截面内湍流积分尺度的演化过程.结果表明在整个过程中,缸内流场y方向的速度分量在x和y方向的两条空间平均积分尺度曲线一下一上,基本相互平行;x方向的速度分量在x和y方向的空间平均积分尺度的变化基本保持重合一致,随曲轴转角增大略有下降的趋势;在进气上止点后150°CA时y方向速度分量对x和y方向的空间平均积分尺度曲线同时跃升到峰值,此时整个流场积分尺度也达峰值,接近4.0mm;y方向速度分量成为影响整个流场积分尺度发展的主导因素.     

膨胀剂和纤维及其复合对混凝土抗冻性的影响

用快冻法研究了铝酸盐膨胀剂(A lum inate expans ive agen t,AEA)、钢纤维和高强高模聚乙烯纤维(H ighe lastic ity m odu le po lyethy lene fiber,HEM PF)及其复合对双掺硅灰与粉煤灰的高性能混凝土(H igh perform anceconcrete,HPC)抗冻性的影响。结果表明,强度等级C 80的非引气HPC具有较好的抗冻性,但是其抗冻性对养护环境的相对湿度(re lative hum id ity,RH)具有敏感性。AEA和HEM PF对HPC的抗冻性存在负效应,钢纤维则对HPC的抗冻性存在正效应。在改善HPC抗冻性及其对养护环境湿度的敏感性方面,AEA和钢纤维复合的改善效果明显好于AEA和HEM PF复合。AEA和钢纤维的综合效应可以保证HPC的抗冻融循环次数不低于750次,在30%RH环境养护时的抗冻融循环次数能够达到标准养护时的80%以上。     

线性调频信号特征分析

线性调频(LFM)信号是脉冲压缩体制雷达中广泛应用的大时宽带宽积信号,它的突出优点是匹配滤波器对回波信号的多普勒频移不敏感。文章根据线性调频脉冲压缩信号的时域和频域特点,运用模糊函数对该信号的性能进行分析,得出该信号具有更高的距离分辨率和速度分辨率,以及更好的低截获概率特性。给出此类信号经匹配滤波压缩处理的过程和结果及工程实现。     

基于非结构运动对接网格的旋翼前飞流场数值模拟

发展了一种基于线性弹簧理论的非结构运动对接网格方法,通过求解非定常Euler方程模拟了旋翼的前飞流场。利用运动区网格的转动模拟旋翼的旋转运动,并运用线性弹簧动态网格技术处理旋翼的挥舞和变距运动,方程求解中采用一种精度较高的插值和重构方法。算例表明,本文的方法能够有效地模拟旋翼的前飞流场。     

高强高模聚酰亚胺纤维增强环氧复合材料研究进展

本文综述了当前高强高模聚酰亚胺（PI）纤维增强环氧（EP）复合材料的制备及应用研究进展,较全面地介绍了PI/EP复合材料的成型工艺性能、界面性能、力学性能及破坏机制、电性能、耐损伤性能、防弹性能等,对其应用研究方向进行了展望。     

基于遗传算法的快速目标匹配方法

为解决在测量图像目标识别中因采用模板匹配方法而产生庞大计算量的问题,将遗传算法应用到测量图像模板匹配中。根据测量图像的特点,利用匹配产生的相关数据变化规律,对标准遗传算法进行改进,提出一种测量图像快速匹配方法,可消除标准遗传算法的大量无效搜索。实验结果表明,该方法比标准遗传算法速度快、精度高。     

存在初始引导场情况下的无碰撞磁场重联

采用二维三分量的全粒子模拟方法研究了不同初始引导场情况下的无碰撞磁场重联及初态为一维的Harris电流片.结果表明,Bz0＞0.5B0的强引导场不仅会显著改变粒子的运动轨迹,而且会改变重联区附近的电场和流场结构,从而影响重联率和电子加速.运用广义欧姆定律解释了不同引导场下电场的结构特征.另外,通过对扩散区附近束流电子的跟踪研究发现,在二维模型中,不论引导场强弱,位于扩散区中心垂直模拟平面的感应电场对电子加速起主要作用,而扩散区外平面电场的贡献很小.      

空间飞行器近尾区内场的塌缩和密度空洞的形成

利用数值模拟计算的方法，研究了运行飞行器与周围等离子体，在近尾区内非稳态非线性相互作用问题，得到了场和密度扰动的分布。结果显示，由于场的塌缩效应，在飞行器的近尾区，形成了可以被探测到的密度空洞和电磁孤波，通过对这种密度空洞和电磁孤波的探测，可以跟踪探测具有陷身特性的飞行器的轨迹。