摘要：采用Bezier曲线控制涡轮叶片前缘形状由圆弧形改为非圆弧形,用数值计算方法研究涡轮叶片前缘形状对其气动性能影响.首先以基元叶型为研究基础,数值模拟分析、比较不同基元叶型前缘形状在不同攻角下对涡轮叶栅性能影响.对于正常运行的攻角范围(-15°～+10°),由于非圆弧形前缘表面曲率半径增大较缓,减小了前缘表面流动的法向压力梯度,抑制过度膨胀,减小由摩擦力引起的能量耗散,损失减小,且非圆弧形曲率半径越大,提高性能效果相对越好.而在非设计工况的大攻角条件下,前缘曲率半径缓慢增大将导致叶型分离更严重,损失相对增加.其次以某5级低压涡轮作为验证实例,数值研究分析认为,非圆弧形前缘形状可改善叶片前缘流动特性,提高涡轮效率,但对于远离设计点的非设计工况,由于气流攻角的大幅度改变,会带来涡轮气动性能的负面影响.

摘要：为有效解决平板毛细泵蒸发器向补偿室的背向漏热问题,本文设计了一种在材料选择和内部结构构型上显著区别于传统平板毛细泵的新型平板毛细泵.材料选择方面,本文采用低热导的氮化硅陶瓷毛细芯,其导热系数仅为2.7 W/(m K),显著增大了蒸发器与补偿室的热阻;同时氮化硅毛细芯孔径和孔隙率为0.5μm和70%,也明显优于传统金属毛细芯,有利于提升环路热管毛细传热极限.结构构型上,平板毛细泵外轮廓尺寸为82.0 mm×53.0 mm×16.0 mm,内部并列布置了8根柱状氮化硅毛细芯,柱状毛细芯外壁与蒸发器壳体内壁过盈配合,很好地解决了蒸汽槽道与补偿室的相互密封问题.试验测试了平板毛细泵环路热管的启动特性和传热性能.(1)水平姿态下,环路热管在5.0~20.0 W的启动负载下均能快速启动,且蒸发器无明显的过热现象;倾斜姿态时,环路热管在5.0 W启动负载下启动时间显著增长、启动温升明显增大,但启动负载加大至20.0 W后,启动特性恢复至水平姿态.(2)环路热管的传热极限和热流密度极限超过400.0 W和26.3 W/cm2,最小热阻值为0.018°C/W.

摘要：针对现有标量乘法器不能适用于多椭圆曲线且运算开销较大的问题,设计了一种能应用于两类素数域椭圆曲线的高速标量乘法器。首先,在标量乘算法上,对secp256r1曲线的基点采用Comb算法,对普通点采用Shamir算法,对Curve25519曲线使用蒙哥马利阶梯算法;然后,优化了点加和倍点运算的操作步骤,并对点加中Z=1的情况进行简化设计,有效减少计算周期数;最后,采用快速模约简实现模乘,设计了Curve25519的快速模约简算法。整个设计充分考虑复用,在55 nm CMOS工艺下需1022×10^3个等效门,在secp256r1和Curve25519上计算普通点标量乘,运算速度分别为15.3万次/秒和15.8万次/秒,其中secp256r1上的运算速度是现有设计的1.9倍。

摘要：针对线性常时滞系统可能发生的执行器故障,提出了一种基于轨迹跟踪的主动容错控制方法.设计目标是通过设计容错控制率及故障观测器使故障系统状态在故障时也能够有效地跟踪参考模型状态.容错控制率的设计是为了补偿可能发生的执行器故障,比例—积分观测器则用于获取设计中需要的故障信息.在设计中,将状态估计误差、状态跟踪误差、故障估计误差及输出估计误差的动态方程组成广义系统,并通过Lypapunov-Krasovskii定理将该广义系统稳定性问题转化为线性矩阵不等式(LMI)的求解问题,进而方便地求解满足稳定性条件的观测器及控制率的增益矩阵.最后,在仿真中针对同一实例通过与经典方法的比较,证明了所提方法的有效性.

摘要：针对临近空间高超声速滑翔目标防御中存在目标机动能力强、机动意图不明确的问题,提出一种基于可达区在线预测的滑翔段拦截器(GPI)中制导协同拦截策略。基于滑翔弹道解析解给出针对目标横程机动的可达区在线预测方法。利用多项式拟合和反向传播(BP)神经网络给出GPI标控弹道的纵程可达区在线预测方法,并利用弹道解析解进一步给出拦截弹的横程可达区在线预测方法。通过对目标和拦截弹可达区在线预测,引入多弹协同思想,实现拦截弹可达区对目标可达区的覆盖,完成协同拦截策略的设计。拦截仿真分析表明:所提协同拦截策略可有效应对目标的倾侧反转机动。

摘要：针对签名验签速度难以满足特定应用领域需求的问题,该文设计了一种高性能Ed25519算法的硬件实现架构。采用宽度为2 bit的窗口法实现标量乘运算,减少了标量乘所需的总周期数;通过优化点加倍点操作步骤,提高了乘法器的硬件使用率;使用低计算复杂度的快速模约简实现模乘,提高了整体运算速度。为了使模L运算可复用标量乘中的快速模约简,该文提出一种基于Barrett约简的模L算法。通过优化解压过程中模幂操作过程,精简了步骤并使其可复用模乘。对所提架构做硬件实现,在TSMC的55 nm CMOS工艺下,面积为746×10^(3)等效门,最高频率360 MHz,每秒能够执行公钥生成9.06×10^(4)次、签名8.82×10^(4)次和验签3.99×10^(4)次。

摘要：随着电子商务的飞速发展,信息安全的重要性日益剧增。密码技术在信息安全中可以确保数据在通信过程中的安全、保密、完整且不被篡改。诸如ECDSA等数字签名算法为安全电子商务提供了关键技术。ECDSA设计架构通常采用不同的多标量乘算法和单标量乘算法分别进行运算处理,从而导致计算复杂度提升。针对该问题,提出了一种面向ECDSA的低复杂度多标量乘算法,该算法采用取模法构建联合多基链算法,对不能同时被基底{2,3}整除的部分进行3^(x)2^(y)取模运算,对得到的余数进行预处理。与现有联合多基链算法采用的贪心法相比,所生产的基链长度减小,有效地降低了多标量乘法的计算复杂度。实验结果表明,在curve-P256曲线下多标量乘和单标量乘的复杂度分别降低了约9.84%~30.75%和3.88%~26.81%;在联合处理的情况下,复杂度至少降低了约16.65%;预计算点相较于wNAF和联合多基链算法减少了约25.00%。通过Python搭建模型,相较于现有算法至少提高了14.80%的运行速度。

摘要：为满足国家高分专项遥感卫星焦面电路的力热稳定性要求,提出并设计了一种用于分散式热源精密控温的改进型环路热管(LHP),既实现了狭小空间内对多片焦面CCD器件的统一恒温控制,又兼顾了焦面结构与卫星舱板间的力学解耦功能。地面测试结果表明:该LHP的热负载携带能力及对分散式热源的精确控温效果良好。2015年9月份,将该控温用LHP成功应用于GF-9卫星遥感器CCD器件的飞行控温,截止目前已在轨运行超60个月,受控的4片CCD器件温度稳定性达±0.7℃/年,证明了该控温用LHP设计方法的正确性及工程可实现性,同时实现了我国自研控温用LHP在航天微重力环境下的首次长寿命应用。本文LHP的设计方法和在轨飞行数据,对后续LHP在航天热控领域的应用具有一定的参考价值。

摘要：在处理海量数据时,以软件方式实现的Z标准(Zstd)无损压缩算法难以满足特定应用领域对压缩速度的需求.对Zstd进行硬件加速设计是解决这一问题的有效方案,尤其是针对Zstd的有限状态熵编码(finitestateentropy,FSE)的硬件加速.因此,提出一种适用于Zstd的FSE压缩、解压硬件实现架构,采用固定压缩表实现最优的硬件加速步骤;通过增加序列映射的硬件模块来降低存储空间并提高传输速度;采用软硬件协同设计方案,并对硬件实现架构进行7级流水设计.通过VisualStudio与Modelsim的联合验证平台进行验证,实验结果表明在TSMC55 nm的工艺下,系统最高频率可达到750 MHz.与软件实现相比,整体压缩速度提高了9倍以上,整体解压速度提高了约100倍.

摘要：为提高卫星系统的可靠性,研究了基于观测器的卫星姿态控制系统执行机构故障诊断问题.考虑卫星姿态控制系统的不确定性及外界干扰,设计一种鲁棒自适应滑模观测器,采用Lyapunov函数作为稳定观测器的判别条件,保证了观测器的存在,利用设计的观测器对执行机构的故障进行重构从而达到故障诊断的目的.建立卫星闭环姿态控制系统模型并对算法进行数学仿真,仿真结果验证了方法的有效性.