摘要：针对日益增长的卫星对地观测需求,提出了一种双层卫星星座设计方案.首先,分析了我国目前对地观测卫星的覆盖性能,以时间分辨率和空间分辨率作为对地观测星座的评价指标;然后,通过优化卫星轨道高度,得到满足任务要求的最优轨道;最后,通过设置轨道相位使得整个星座构成全连通链路,单个地面站与卫星相连便可以与整个星座相连,从而摆脱了对中继卫星的依赖.该方案充分结合了中轨星座时间分辨率高、低轨星座空间分辨率高的优点,相对于传统的单层卫星组网方案,双层星座能够以高空间分辨率和时间分辨率对全球任意目标1 d观测多次,并实现遥测指令与观测数据的实时传输.

摘要：通过分析电流流向的有向矩阵变化和平均误差值,诊断恒流远供系统短路故障状态;计算故障前、后干线电流在拉普拉斯变换域内变化的平均误差值,判定短路故障区间;隔离短路故障段以维护恒流远供系统其余部分正常运作,提高缆系水下信息网络的可靠性.根据所建立的经典环形拓扑结构恒流模型设计故障定位方案,仿真恒流远供系统中主节点和干线海缆段的短路故障,分析故障前、后各节点处电流在拉普拉斯变换域内的变化.结果显示,当系统出现短路故障时,各节点电流在拉普拉斯变换域内发生变换,通过对比故障前、后电流变化差值可以分析出故障区间。所设计的恒流远供系统短路故障诊断及区间定位方案具有较高的可行性和实用性,适用于未来水下信息网络的短路故障监测判定.

摘要：为了解决欠驱动双足机器人行走的控制问题,提出一种欠驱动平面双足机器人稳定步行控制方法和策略.首先,分析带有身体惯量的倒立摆模型的动力学特性,根据动力学模型和姿态信息,设计姿态稳定控制器,维持机器人身体姿态的稳定.然后,根据欠驱动量的动力学方程和行走速度反馈,设计行走速度稳定控制器.通过调整摆动腿步长的策略,实现速度稳定的连续行走.最后,在双足机器人上开展实验,验证了该控制方法和策略的有效性.

摘要：针对目标通过机动进入无人机雷达探测盲区、导致雷达跟踪不稳定的问题,提出一种无人机编队协同航路规划方法。首先,根据雷达多普勒速度盲区、雷达探测视角、距离边界区等建立协同航路规划约束条件;然后,以机动目标稳健跟踪为目的建立优化目标函数,并结合约束条件构建协同航路优化模型;最后,设计了一种自适应原始-对偶迭代算法,对建立的航路优化模型进行快速求解,得到无人机飞行实时航路。对比仿真结果表明:所提方法能够实现无人机编队协同航路快速规划,达到对机动目标持续稳定跟踪的目的;与传统的高斯伪谱法和模型预测控制算法相比,所提方法求解速度提升了10%,算法复杂度相对较低;所提方法求解的无人机航路平滑性较好,可减少无人机飞行油耗,便于长时留空探测。

摘要：舱室大气监测系统是核潜艇的重要组成部分之一,其运行效能直接影响舱室设备可靠运行、人员安全和健康。文章对美国核潜艇的大气监测技术的研究和应用情况进行了详细论述,重点介绍了已装艇应用近半个世纪的中央大气监测系统(Central Atmosphere Monitoring System,CAMS),以及近年来的最新技术探索。当前大气监测技术仍然难以完全满足核潜艇舱室大气监测需求,迫切需要结合最新科技成果,不断探索以提升监测仪器性能。

摘要：针对目前智能眼镜产品人机交互功能中存在的响应速度慢、交互效率低、鲁棒性不好等问题,设计并实现一种眼行为识别方法。该方法利用智能眼镜中眼部摄像头能够稳定拍摄人眼图像的特点,使用模板匹配定位眼睛在图像中的位置,对剪裁后的眼睛图像使用矩阵遍历法和灰度积分投影,再结合人眼的行为规律判定凝视、眯眼、闭眼、双眨眼、上扫视、下扫视、右扫视、左扫视八种眼行为。实验结果表明,移植在树莓派上的眼行为识别系统对不同眼行为平均识别准确率为96.25%,平均处理速度为每帧11.25 ms,有较高准确率和实时性,与目前主流智能眼镜的人机交互方式相比,具有低成本、易搭建和不受姿态影响等特点。

摘要：针对水下无线光通信系统中无法兼顾聚光效率和光斑均匀性的问题,文章设计了一种复合折反式接收天线。仿真结果表明,传统的菲涅尔透镜聚光效率只有58.725%,而新设计的复合折反式接收天线聚光效率达到86.557%。在保证高聚光效率的情况下,光斑的均匀性也较好,均匀度为0.659 3。随后分析了平行光源在不同角度入射时聚光效率和光斑位置偏移的变化,发现菲涅尔透镜在入射角为2°时聚光效率就只有3.582 2%;而文章所设计的复合折反式接收天线在入射角度为1.5°时,聚光效率仍可以达到50%以上,入射角度在4°时仍能检测到光斑。文章设计的接收天线在水下远距离无线激光通信系统中有很好的接收效果,该接收天线适用于高增益和小视场的水下无线激光通信环境。

摘要：软机器是以软材料、软构件为主要部件的机械系统,具有可大变形的软依从性特点,可提供传统机器不具备的功能,并带来与人类亲密交互和协同工作的可能性.因此,软机器是人工机器的重要补充,也是未来先进机器发展的重要分支方向.力学建模和分析是软机器设计与研制过程中必不可少的环节,而动力学建模与仿真分析则为复杂软机器的系统设计和控制提供有效方法.本文综述和分析了软机器动力学建模与仿真的研究进展.首先,概述了其研究现状,包括运动学描述、非线性软材料建模、柔性体接触动力学、瞬态动力学高效计算和动力学控制五个方面;其次,分析了研究中存在的问题与挑战及其原因,提出了需注意的平衡关系;最后,根据研究现状和问题,预测并展望了软机器动力学与控制研究的潜在发展方向.

摘要：[目的]固体氧化物燃料电池—微型燃气轮机(SOFC-MGT)联合发电系统有利于提高常规动力潜艇的续航力和隐蔽性,为分析该系统在不同运行模式下的性能特性,[方法]利用Matlab/Simulink软件对燃料电池AIP动力装置加以改进,并与微型燃气轮机(MGT)组成顶层循环联合发电系统。根据潜艇的航行状态,提出动力装置的双工作模式。建立SOFC-MGT联合发电系统和尾气处理系统的仿真模型,分析其在设计点工况下的性能指标,以及电流、水碳比、甲烷(CH_4)流量、空气组分等因素对系统性能的影响。[结果]仿真结果验证了模型的有效性和可行性,2种工作模式下系统的发电效率分别为59.48%和61.61%,最大功率分别为217 kW和223 kW,其中模式2状态下的系统净功率更高。该联合发电系统在潜艇不同工况下均可保持稳定的输出功率和较高的发电效率,其性能明显优于其他AIP装置。[结论]研究成果可为SOFC-MGT联合发电系统在常规动力潜艇上的应用提供理论支撑。

摘要：分析了水下滑翔机欠驱动特点,建立了水下滑翔机完整六自由度模型,给出了三维路径跟踪误差方程。利用三维空间的视线导航方法,设计了非线性自适应控制策略,给出了水下滑翔机横滚角控制律、俯仰角度控制律和深度控制律。理论研究和仿真实验表明,在不同海流大小和航向夹角情况下,提出的控制器在一定条件下能够克服常值海流干扰的影响,具有较好的鲁棒性和很好的跟踪效果。