摘要：为了提高自主水下航行器(autonomous underwater vehicles,AUVs)末端光学导引回收定位精度,本文首次将深度网络引入基于多象限测角的AUV光学导引定位位置解算任务中,提出了基于多分支回归网络的AUV光学导引定位方法.建立了水下光学导引定位系统的物理几何关系,研究了多分支结构的位置解算回归网络,设计了数据驱动的多维度定位约束训练方法,搭建了基于多象限测角的AUV光学导引定位硬件系统,实现了光学导引硬件与算法的一体化设计.利用AUV搭载的多象限光电探测器,采集回收站–导引灯偏角数据,将该数据作为系统输入,能够实时获取AUV与导引灯的相对位置坐标.仿真结果表明,本文方法的单次坐标解算平均耗时5.650 ms,误差解算均值为58.292 mm@0.8~20 m,标准差为43.347 mm@0.8~20 m,最佳误差解算均值达7.107 mm@2~3 m.经海试验证,本文方法的位置解算速度和精度能够满足AUV末端光学导引回收需求.与现有光学(视觉)导引方法相比,解算速度更快,算力功耗需求低,能量消耗少,为AUV完成能源补充、数据传输、指令下达等任务提供了可靠的技术路线.

摘要：海洋环境复杂多变,为提升欠驱动无人船(underactuated marine vehicle,UMV)的自主航行与故障应对能力,提出基于有限时间正切漂角视线制导的指令滤波路径跟踪控制策略.在包括内部动力学未知、时变大漂角和执行器故障的复杂情况下,该策略可使UMV在有限时间内遵循所需的路径.首先,构建有限时间漂角观测器,用于快速精准地估计时变大漂角;随后,引入有限时间正切漂角视线制导律,不仅能提升制导性能,还能有效避免因非光滑制导指令产生高频震荡导致UMV失稳;此外,通过采用有限时间指令滤波控制技术降低计算负担,并提出滤波补偿方案减少滤波误差;最后,基于径向基函数神经网络和有限时间理论,设计自适应有限时间容错路径跟踪控制器,使得UMV的纵向速度和艏向角跟踪误差在有限时间内能够收敛到原点附近的小邻域.仿真实验验证了所提出方案的有效性和优越性.

摘要：在高速列车运行过程中,复杂的轮轨关系等因素会使轴箱轴承承受宽频带的波动冲击载荷,导致滚子-滚道接触载荷大幅变化,加速轴承的磨损及疲劳失效。为在实验室环境中模拟轴箱轴承运用过程中承受的低频波动载荷,基于凸轮-弹簧机构设计、搭建了一种低频波动载荷加载装置并开发了相应的轴箱轴承试验台架,加载装置施加的低频波动载荷以及在波动加载工况下轴箱轴承内部动态载荷分布情况的试验结果表明,所设计的波动载荷加载装置能够对轴箱轴承施加给定幅值、频率的波动载荷,轴承承载区域滚子-滚道接触载荷的波动情况与轴承总外加载荷的波动情况一致,验证了该波动载荷加载装置的有效性和可行性。

摘要：诱导缝已在我国地铁车站建设中广泛应用,但其地震响应规律尚不明确。以西安黄土地区地铁车站建设为背景,在前期研究基础上建立黄土场地-设诱导缝地铁车站动力相互作用三维数值模型,研究不同频谱特性及不同峰值加速度地震波作用下黄土场地中设诱导缝地铁车站的加速度响应和损伤演化过程。结果表明:(1)诱导缝同侧结构加速度反应基本一致,但其两侧结构的加速度反应有显著差异,质量较大一侧结构的峰值加速度较大;随着地震强度增大,土-结构动力相互作用更剧烈,地铁车站结构损伤程度不断加深,损伤范围逐渐扩大,且在低频成分丰富的地震波作用下其结构损伤更加严重;(2)诱导缝断面处结构损伤面积相对较大,容易出现局部破坏。研究结果将为黄土地区地铁\,地下结构诱导缝的地震响应进一步研究和工程设计提供参考。

摘要：防除冰/隐身一体化材料在航空航天、特别是无人机领域具有重要的研究价值和应用潜力。采用硅氧烷偶联反应制备了石墨/硅基凝胶复合材料,研究了石墨添加量对凝胶疏水性、导热性及吸波性能的影响。试验结果表明:当石墨添加量为40%时,硅基凝胶的疏水角为109.3°±2.3°,样品中央的温度为69.6℃(100℃加热60 s),最大拉伸强度为0.5121 MPa,有效吸收带宽6.83 GHz@1.61 mm(9.70~16.53 GHz)。通过对凝胶电导率和缺陷等微观因素的表征,阐明了硅基凝胶疏水、导热、吸波性能内在的耦合机制。该研究为同时实现飞行器的隐身和防除冰功能提供了一种工艺简单的材料设计策略。

摘要：传统有限冲击响应滤波设计时,均默认滤波器系数相邻。该文提出了采用L0范数约束的非相邻系数有限冲击响应滤波器设计模型,保持其线性相位特性,通过增加滤波器设计的自由度,以少量的系统延时为代价来提高滤波器性能。并采用遗传算法来解该非凸优化模型,进一步推导出近似解的求解方法,降低了算法复杂度。计算机仿真结果表明,在相同的阶数下,该滤波器模型较传统模型有更小的逼近误差。

摘要：超临界二氧化碳布雷顿循环系统在发生小破口事故时破口位置处因系统内外压差出现的复杂喷放现象尚未研究清楚。为探究不同上游滞止参数与管道长径比对喷放特性的影响,本文采用数值模拟方法开展三维压力容器小破口喷放现象研究。研究结果表明:上游滞止压力升高或滞止温度降低引起质量流量增加,长径比增加时质量流量减少。上游滞止参数对流量的影响机理主要是参数变化引起密度发生较大改变从而影响喷放质量流量,管道长径比对流量的影响主要因为直径的变化。滞止压力升高时3组工况流量增加值相差5.3%,滞止温度降低时3组工况流量增加值相差90.7%,相比于压力对喷放流量的影响,温度对流量增加速率影响更为显著。

摘要：对比分析关节盘周围软组织的不同模拟方式对颞下颌关节(TMJ)内各结构的位移和应力分布的影响。选择一位无TMJ症状的志愿者,基于其头部CT扫描建立下颌骨和TMJ的3维有限元模型,关节盘周围软组织分4种方式进行模拟,关节盘及其周围软组织和关节软骨层间考虑接触,施加正中咬合的载荷。结果表明,将关节盘周围软组织建立为实体模型,使得关节盘偏离正常位置,且TMJ的功能区(髁突前斜面-关节盘中带-关节结节后斜面)都是低应力区。将双板区建立为实体模型,关节盘接近正常的位置,但仍没体现出TMJ的功能区应力较高的现象。用非线性缆索元来模拟关节盘前、后附着,关节盘处于正常位置,且髁突和颞骨的最大应力都出现在前部区域,关节盘的最大应力出现在中带。当研究重点是TMJ时,应该采用缆索元来模拟双板区和关节盘前附着,同时考虑关节盘与关节软骨层之间的接触。

摘要：对准光模式变换器的基本理论和设计方法进行了讨论。以改进型等效电流理论为基础给出了Vlasov辐射器的分析方法,建立了数值模型,并进行了计算分析。继而推导了自适应相位修正Katsenelen-baum-Semenov算法,编制了相位修正反射镜自适应设计分析程序。在上述理论工作的基础上,针对3mm波段TE62至TEM00准光模式变换器开展优化设计,得到了Vlasov辐射器、相位修正反射镜的相关参数,并完成了实验样品的加工和相关实验测试。结果表明:输出模式纯度大于94%,测试结果与理论计算具有良好的一致性。

摘要：为研究衡重参数对超空泡航行器振荡特性的影响规律,结合流体体积多相流模型、Realizable k-ε湍流模型、Schnerr-Sauer空化模型和刚体运动方程组,建立超空化流场和刚体运动相耦合的仿真模型,并与试验结果对比,验证仿真模型的合理性。通过仿真计算研究超空泡航行器的自由运动特性,定量总结质量和质心位置的改变对超空泡航行器振荡特性的影响规律。研究结果表明:所建模型仿真结果与试验结果变化规律一致,俯仰角和偏航角相位差1/4个周期,振荡周期约为0.0795 s,偏差不超过3.38%,仿真模型可靠;超空泡航行器的自由运动表现出类圆锥动态振荡特性;随航行器质量的减小,姿态角的振荡幅度基本不变,弹道的振荡周期逐渐减小,质量减小33.33%,周期减小13.26%;随着航行器质心位置的前移,姿态角的振荡幅度逐渐增大,弹道的振荡周期逐渐减小,质心前移25%,周期减少14.29%。