摘要：针对某些极端环境下不利于人工操作的工程探测问题,本文通过对软体机器人材料、结构、制造方法以及步态控制4个方面进行研究,提出了一种新型4足爬行软体机器人的设计方法。机器人身体是由硅酮介电弹性体(dielectric elastomer,DE)薄膜和单壁碳纳米管薄膜组成的一种柔软结构,为降低软体机器人驱动电压,限制了DE和单壁碳纳米管薄膜的层厚。同时,为增大输出力,采用DE叠层结构,以支撑机器人身体的质量。研究结果表明,该软体机器人长为106 mm,由6个堆叠式介电弹性体驱动器(dielectric elastomer actuator,DEA)驱动,具有驱动电压较低、响应速度快、结构紧凑且输出力及位移较大等特点。该研究为后续模型的制作及机器人的应用奠定了基础。

摘要：环月极轨空间站是未来私人月球旅游和全月面到达的有效途径之一,空间站补给任务的完成需要高精度两脉冲燃料最优转移轨道设计建模与求解方法。文章基于逆向数值积分思路提出了一种两脉冲地月转移轨道快速设计模型,设计了能使用通用非线性规划算法计算的轨道优化搜索设计模型框架,最后利用黄金分割策略来快速计算燃料最优轨道解。仿真算例分析了两脉冲地月转移轨道近月制动点位置与转移时长的特性关系,并验证了所提方法的正确性和有效性。

摘要：设计了一种水下无人航行器异构体组网观探测系统,由波浪滑翔器和多台水下滑翔机构成异构体编队。编队控制系统进行统一任务分配、路径规划和信息融合等。该系统能够解决多台水下滑翔机编队集群任务调度、运动控制、状态监控等问题,有利于发挥水下无人航行器编队协同作业效能,实现功能互补,充分发挥各自最大效能。

摘要：针对输入受限的多旋翼无人机轨迹跟踪问题设计了鲁棒正定不变集.考虑多旋翼无人机的非线性动力学模型、外部不确定干扰以及输入饱和约束等因素,首先设计带有干扰抵消项的非线性控制律以保证无人机轨迹跟踪的稳定性,进而基于线性矩阵不等式(LMIs)构造了鲁棒正定不变集.在所设计的控制律作用下,无人机轨迹跟踪误差一旦进入所构造的不变集则将始终处于该集合内,并最终趋于零.理论推导过程与仿真实验结果均验证了以上特性.

摘要：在柔性铰链刚度特性分析方面,目前的分析方法大多是针对线性小变形的柔性铰链刚度特性,且没有全面地考虑不同参数对柔性铰链刚度的影响。关于大变形柔性铰链的刚度分析方法的研究也不多见。为了解决大变形交叉簧片型柔性铰链的刚度特性研究方法不足等问题,采用了理论分析、有限元模拟和实验测量3种分析方法,对柔性铰链的刚度特性进行了研究。首先,基于欧拉伯努利梁对交叉簧片型柔性铰链进行了理论分析,建立了非线性大变形力学模型,并用L-M数值迭代法进行了求解,分析了柔性铰链的垂直、水平和旋转刚度,并研究了不同几何参数和载荷对刚度的影响;然后,选择了7组不同柔性铰链参数,建立了柔性铰链的有限元分析模型,设计了可调节几何参数和施加复合载荷的柔性铰链刚度特性测量平台;最后,使用理论分析、有限元模拟和实验测量3种方法对柔性铰链刚度特性进行了分析与研究。研究结果表明:3种方法对柔性铰链的刚度分析结果总体的误差小于9%,证明了该方法是有效的;其中,柔性铰链的旋转刚度远小于水平刚度和垂直刚度,且随着载荷的增加产生了非线性;在影响因素方面,水平载荷和交叉系数对旋转刚度影响较大,垂直载荷和交叉角度对旋转刚度影响较小。该研究结果可为大变形柔性铰链在隔振系统的应用提供一定的参考。

摘要：针对精密测量的实际应用需求,开发了具有6 MHz重复频率调谐范围的掺镱锁模光纤激光器。该光纤激光器利用啁啾光纤光栅实现色散补偿,可以实现不同色散域的锁模。实验中,系统研究了不同腔内净色散对锁模激光器输出特性和稳定性的影响,发现当具有一定负腔内净色散时,在不同的重复频率下都可以输出相同的光谱,同时输出光谱具有较好的高斯型。根据以上研究,特殊设计了稳定的简化腔结构和空间延迟线,同时优化了腔参数,保证了大范围的重复频率调谐和稳定的锁模运转。当中心重复频率为26 MHz时,调谐比率达到23%。激光器稳定输出平均功率为3.23 mW的飞秒激光脉冲,去啁啾后脉冲宽度为347 fs。基于此,将光纤锁模激光器重复频率锁定于铷原子钟,在1 s的平均时间内获得了2×10-10的艾伦方差。

摘要：为充分发挥SMP集群的计算能力,结合SMP集群并行系统体系架构的特点,采用MPI + OpenMP混合并行编程模式,研究了基于SMP集群的多级混合并行程序的设计和实现方法。通过节点间使用MPI消息传递接口实现任务的粗粒度划分,节点内使用OpenMP实现细粒度任务并行划分的方法,开发了混合并行编程性能测试用例,并对其进行了测试和分析。测试结果表明,MPI + OpenMP混合编程模式,能够有效利用SMP集群节点间和节点内多级并行机制,充分发挥消息传递编程模型和共享内存编程模型各自的优势,可有效提升SMP集群的计算效率。

摘要：切片干扰兼具压制和欺骗干扰的特点,给雷达目标检测带来巨大挑战。针对这一问题,提出了一种基于循环前缀(CP)的线性调频信号设计与处理方法。首先,建立抗干扰探测波形和切片干扰的信号模型,接着利用基于CP的脉冲压缩算法实现目标距离向估计。然后,在恒模条件下,建立了以最大化脉压输出信干噪比为目标的优化问题模型,由于该优化问题是一个NP难问题,文中提出了包络约束-共轭梯度算法获取近似解。最后,通过仿真结果证明本文所提方法的有效性。

摘要：该文利用声学透镜使声波能量聚焦,实现小尺寸换能器窄波束声辐射。利用有限元方法分别建立了单凹面声透镜及双凹面声透镜仿真模型,优化了声透镜结构参数,设计并制作了双凹面声透镜指向性换能器,并在消声水池内对换能器样机和声透镜进行了性能测试。换能器样机辐射面积直径Φ120 mm,设置声透镜后,提高发送电压响应级4 dB,发射指向性-3 dB波束开角由76°变为约30°(@10 kHz),与仿真计算结果相符。实验结果表明,声透镜有效减小了换能器发射波束宽度,提高了换能器主瓣发送电压响应,验证了双凹面声透镜对优化换能器指向性的效果。

摘要：本文研究了基于半物理仿真方法的燃气轮机燃料分配特性。研究目的在于验证新型国产重型燃气轮机燃料分配系统的流动和分配特性。研究方法采用了结合一维流动仿真和模化试验的半物理方法,通过模化压力参数,简化一维流动网络,设计试验条件,以孔板模拟燃烧喷嘴。研究结果表明,在不同工况下,燃料分配系统的流量分配不均匀度小于1%,表明其分配特性良好。一维流动网络模型能有效识别关键节流部件,计算给出的节流条件与试验验证一致。模拟工况点试验结果证明,在保证喷嘴上下游压比大于一定值时,燃料分配系统的分配特性基本不变。