摘要：针对无先验信息条件下无人机集群的协同搜索问题,提出一种以覆盖率为引导,以机间安全距离、通信距离、偏航角调整及搜索边界等为约束的无人机集群协同搜索算法。通过建立环境地图矩阵对任务区域进行描述,进一步定义环境地图更新算子实现搜索过程中环境地图的快速更新。设计了集群协同搜索任务的回报函数,采用粒子群算法进行求解,得到每架无人机在已知环境地图下的最优决策,即决策意图。每架无人机在获取其他成员决策意图的基础上重新进行决策,实现协同决策。针对不同规模集群提出了集中式和分布式2种协同决策方案。仿真结果表明,所提算法能够对存在未知威胁的不规则任务区域进行有效覆盖搜索,覆盖率远高于不进行协同决策的个体决策方法。

摘要：针对通信距离受限条件下的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)集群协同搜索任务,考虑防相撞约束,定制了一种能够在搜索过程中根据机间距离切换交互方法的UAV交互决策机制,实现了动态环境中的搜索航迹规划。首先,运用栅格化方法建立包含3种属性的环境认知地图对任务区域进行表征。其次,考虑多种搜索任务需求,以最大化搜索效率为目标建立UAV集群协同搜索模型。然后,根据机间有效通信距离定义了UAV协同搜索过程中的通信状态,设计了一种能够在通信完全有效、局部有效以及完全失效3种典型场景下切换信息交互方法的信息交互与决策机制。最后,采用滚动时域优化方法,实现集群各成员的自主决策与交互行为。仿真结果表明,所提算法能够在通信距离受限条件下有效完成协同搜索任务,在完成覆盖搜索任务时能够有效兼顾对动目标的搜索。

摘要：助推器伞降落区控制需要解决的关键技术之一是将助推器从无控再入状态平稳可靠地转为伞降受控状态。助推器再入时处于高动态翻转运动,需要根据助推器的姿态变化特点对助推器头锥分离及开伞过程进行设计,确定合理的开伞条件,并使得头锥在极端姿态下可以顺利分离,为开伞创造开敞的空间并提供一定的初始拉出速度。为了突破该项技术难点,文章提出了头锥多段分离技术,首先对分离能源以及分离体的分段进行设计,使分离能源与分离体的质量和阻力特性相匹配;然后将头锥的多段分离过程与伞分系统的分级展开过程进行协同,充分利用伞的升力,使分离过程安全且连贯;对分离过程进行了数值仿真,并在CZ-3B火箭多发飞行任务中进行了成功应用,验证了多段分离技术的稳定性和可靠性。

摘要：为进一步提高舰船防护舱壁的抗侵彻能力,本文设计了三种不同UHMWPE(高强聚乙烯)抗弹芯层厚度的夹芯式复合防护结构,开展40 g大质量柱形弹高速侵彻弹道冲击试验,分析钢质前、后面板和UHMWPE抗弹芯层的破坏模式,阐明UHMWPE夹芯式复合装甲结构的抗侵彻机理,并计算各层结构的耗能占比。结果表明:前面板的破坏模式为剪切冲塞,后面板的破坏模式为延性扩孔或碟形变形;高强聚乙烯抗弹芯层呈现剪切、拉伸破坏,破坏过程可分为开坑压缩、剪切压缩、拉伸变形-贯穿3个阶段;在抗弹芯层刚好防御弹体的条件下,前面板耗能占比随弹体初速增加而增大,但将趋于稳定(约39%);抗弹芯层是吸收弹体冲击动能的主要力量(大于40%),后面板的耗能占比始终较小(小于20%)。

摘要：针对脑电(EEG)信号对连续步态轨迹解码结果与实际轨迹相关性低的问题,提出一种基于双向长短时记忆(BiLSTM)神经网络的步态参数解码方法。首先,构建基于双向长短时记忆神经网络的步态时空参数解码模型,根据脑肌电信号特性设计解码模型的超参数;其次,同步采集脑电、下肢运动相关肌肉的表面肌电信号(sEMG)和下肢关节运动信号,并对脑电和表面肌电信号的步态相关特征进行分析;然后,以多通道脑电和下肢运动相关表面肌电信号作为解码模型的输入,自动提取脑肌电融合信号中步态相关特征并构建膝踝关节运动轨迹与特征之间的非线性回归模型;最后,以多通道脑电作为解码模型的输入,构建步态相关脑电信号和表面肌电信号之间的非线性回归模型。实验结果表明:所提方法与传统支持向量机方法相比,对踝关节解码轨迹与实测轨迹形状相似性Pearson相关系数提高了0.12;与单独采用脑电、表面肌电信号和脑肌电信号平均绝对值特征融合信号进行解码方法相比,对踝关节解码轨迹与实测轨迹形状相似性Pearson相关系数分别提高了0.81、0.19和0.63。该方法可实现从脑电信号中对部分表面肌电信号波形的解码,解码波形和实测波形的平均Pearson相关系数值接近0.5,证明从脑电信号中可解码出肌肉通道的表面肌电信号波形,为下肢外骨骼主动连续控制的应用提供了新思路。

摘要：复合材料作为新一代轻质、高强度材料,已经在航空航天制造行业中被大量应用。对于整体复合材料油箱的结构设计,其核心在于满足强度要求下的密封设计。本文首先根据气密性要求,采用ABAQUS有限元分析软件对整体复合材料应变分布进行分析,优化密封结构设计,然后根据设计要求制造复合材料油箱部件,最后对组装好的整体复合材料油箱进行验证。结果表明所设计的整体复合材料油箱能够完全满足气密性保压要求,同时也能够满足耐油性试验要求。

摘要：针对加窗傅里叶滤波(WFF)对电子散斑干涉条纹滤波时间长的局限性,提出了一种基于二维Kaiser-Hamming窗口的傅里叶快速滤波法(KH-WFF)。首先,将Kaiser窗和Hamming窗组合,设计了二维Kaiser-Hamming窗口,然后将WFF中的Gaussian窗口替换为二维Kaiser-Hamming窗,去掉多余的非正交基函数从而减少时间复杂度。把KH-WFF和WFF应用到模拟条纹和真实条纹,结果表明滤波后的条纹光滑度,细节保护程度和保真度相差不大,都成功得到了连续性好的解包裹相位,而KH-WFF对实际应用环境下采集到的一副条纹的滤波速度是WFF的12倍。最后分析不同图像尺寸、窗口大小和频带宽下KH-WFF和WFF的执行速度,证明KH-WFF的时间复杂度更低。实验证明提出的方法在减少执行时间的同时也提供了几乎相同的滤波效果。

摘要：线振动台是进行惯性元件测试的重要设备,随着惯性元件性能指标的提高,对振动测试设备动态精度性能提出了更高的要求,为满足高动态精度要求,设计了一种直驱式线振动台,提出了新的直线电机驱动结构方案,通过轻量化设计和结构优化,设计了高频响、高精度的机械系统,为振动台的静态和动态性能提供了基础.为提高振动台的动态性能指标,满足波形畸变的要求,在现有的电机控制方法基础上,提出了将PID三环控制与自适应动态前馈结合的运动控制方法。在完成样机研制的基础上,设计了静态和动态性能指标测试的实验方案,进行了线振动台的性能测试,实验结果达到了预期的静态和动态精度指标,验证了机械系统设计和控制系统设计方法的可行性。

摘要：针对三维地图中的无人机航迹规划问题,提出了一种基于改进精英蚁群算法的航迹规划算法。将算法中的状态转移策略与人工势场法进行融合设计,为障碍物和目标点分别设置斥力场和引力场,指导航迹搜索方向。添加约束条件限制,使航迹能实际可飞。随后当信息素更新时,设置双精英蚂蚁策略和混沌扰动,提高算法的全局搜索能力。引入视线算法减少航迹节点数,平滑航迹。仿真结果表明,搜索所得的无人机航迹均符合需求。

摘要：针对面向现场装配的工艺信息完整准确表达与高效管理的应用需求,提出以三维装配过程模型为载体实现面向现场装配的产品装配工艺模型表达与管理方法。分析了面向现场装配的产品装配工艺信息变迁特点,明确了从产品预规划装配工艺信息向现场实际装配工艺信息的实例化映射规则;定义了三维装配过程模型与装配工艺信息数据集,并确定了工艺信息在该模型上的装配工艺基于模型定义(MBD)表达方案;利用装配工艺信息层级嵌套管理模式实现了对面向现场装配的产品装配工艺信息的有效管理,并构建了装配工艺管理器进行工艺信息的组织与存储。将上述方法集成于三维装配工艺设计系统中,并以创建某型减速器产品的三维装配工艺模型为例,验证了所提方法的有效性。