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2011年 第32卷 第11期    刊出日期：2011-11-30

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论文

单向联轴器楔紧过程平面及三维数值对比研究

魏巍， 刘树成， 闫清东， 杜大勇

2011, 32(11):  1305-1309.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.001

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以具有对数螺旋线型面特征的综合式液力变矩器单向联轴器为研究对象，为考察其在瞬态楔紧过程中内外环及滚子等各部分应力分布状态特性，基于显式动力学理论进行了二维平面应变和三维有限元动力学分析，分别从二维和三维的角度对这一动态过程进行了数值模拟。对2种方法仿真结果的对比分析表明，三维分析的结果所获得的各部件轴向的应力分布信息弥补了二维分析的不足，同时也验证了将实际三维单向联轴器传动过程进行二维平面问题简化的可行性，2种分析结果的一致性为单向联轴器的设计和计算提供了更为可靠的理论依据。

高压差进气道流动仿真及实验研究

孙利魏， 苏铁熊， 许俊峰， 王强， 徐春龙， 尤国栋

2011, 32(11):  1310-1314.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.002

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对柴油机高压差进气道内的流动展开研究。基于AVL软件包建立了高升功率柴油机高压差进气道仿真模型，该模型包含三维稳态分析与一维非定常分析模型，并对高压差进气道进行三维计算流体动力学（CFD）稳态分析，利用分析结果对一维非定常模型进行气门流通系数修正。根据修正的仿真模型进行高升功率柴油机高压差进气道改进设计，经高压差稳态试验验证，所设计的进气道具有良好的进气性能。

自行火炮固有频率特性实验研究

王宝元, 刘朋科, 衡刚, 邵小军, 喻华萨, 吴会民

2011, 32(11):  1315-1319.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.003

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为了研究自行火炮结构动态响应规律，以轮式和履带式火炮为研究对象进行了全炮模态测试，得到了全炮的固有频率及其相应模态。通过对轮式与履带式自行火炮系统振型分析，可以得到如下结论：对于轮式自行火炮和履带式自行火炮，在低频范围内从低到高其固有振型依次为全炮俯仰、平动和横滚；对于本文所选试验对象，履带式自行火炮全系统俯仰、平动和横滚固有振型对应的固有频率分别大于轮式自行火炮；对于轮式自行火炮模态测试采用传统试验模态分析方法和工作模态分析方法，均可以得到满意的试验结果，工作模态分析方法较为适合履带式自行火炮模态测试。

33-二叠氮甲基氧丁环与3-叠氮甲基-3-甲基氧丁环均聚物的嵌段共聚物热分解机理及非等温裂解动力学分析

宋秀铎， 赵凤起， 王江宁， 田军， 张腊莹， 甘孝贤

2011, 32(11):  1320-1326.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.004

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3,3-二叠氮甲基氧丁环与3-叠氮甲基-3-甲基氧丁环均聚物的嵌段共聚物(BAMO-AMMO)3,3-二叠氮甲基氧丁环与3-叠氮甲基-3-甲基氧丁环均聚物的嵌段共聚物(BAMO-AMMO)是一种含能黏合剂，为了解其受热分解机理及分解动力学情况，采用DSC法、TG-DTG法、固相原位池-FTIR联用技术和DSC-TG-MS联用技术探讨了BAMO-AMMO的热分解过程及机理。研究结果表明，BAMO-AMMO受热分解主阶段为叠氮基团分解，释放出N₂，裂解过程中形成亚胺中间体，并放出大量的热，放热量为1 663 J/g. 同时，由于叠氮基团分解引起其他基团的重排，而引起共聚物的深度分解。采用程序升温（升温速率为2.5、5、10、20 ℃/min）的DSC数据，根据非等温动力学方程Kissinger法、Ozawa法和Coats-Redfern法计算了BAMO-AMMO受热分解主阶段的非等温反应动力学参数。获得BAMO-AMMO分解主阶段的表观活化能为164.2 kJ/mol指前因子为10^14.14 s^-1. 计算结果表明BAMO-AMMO受热分解具有局部化学反应特征，其分解动力学服从Avrami-Erofeyev成核与生长（n=1.5）过程。受热分解非等温动力学方程可表示为dα/dt=2.071× 10¹⁴exp(-1.975×10₄/T)(1-α)［-ln(1-α)^1/3］.

铝粉形态学特征对Al/KClO₄燃烧性能的影响

崔庆忠， 焦清介， 彭晨光

2011, 32(11):  1327-1330.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.005

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铝粉形态学特征是影响含铝点火药燃烧性能的关键因素。采用差示扫描量热法研究了不同形貌和粒度的铝粉在Al/ KClO₄点火药体系的热分解行为及燃烧反应机理，得到了体系晶形转化、熔化、界面液相反应、气相氧化4个阶段的热分解反应方程式；从热分解温度、燃烧热、燃烧速度3个方面，分析了铝粉形态学特征对点火药燃烧性能的影响，得到了体系热分解动力学规律。结果表明：Al/KClO₄体系的燃烧控制反应是原子化铝与熔融态KClO₄发生的界面氧化反应，铝粉形态学特征对点火药燃烧效应影响的实质是由粒度和形貌引起的表面束缚能变化：铝粉比表面积大、表面缺陷多，导致表面束缚能低，宏观上表现为热分解温度低，燃烧速度快，热效应强。

动态射线数字图像序列降噪算法及快速实现

杨民， 孟凡勇， 梁丽红， 魏东波

2011, 32(11):  1331-1336.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.006

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为了实现动态射线数字成像(DR）系统的快速降噪，分析了X射线数字实时成像系统的噪声特点和原始的基于图像序列的NL-means降噪算法的不足，提出了一种改进的NL-means序列图像降噪算法。同时，为了解决NL-means降噪算法计算量大、运算速度慢的问题，利用可编程图形处理单元（GPU） 并行计算和高速浮点计算特性，将图像映射为GPU中的纹理，采用多线程并行计算，使得NL-means算法在GPU中加速执行。实验结果表明，改进之后的算法有效地抑制了动态DR图像中的随机噪声，同时保留了图像的细节信息。GPU加速方法可以在不损失图像信息的前提下，实现实时降噪。

不确定环境下的多无人机协同搜索航路规划

吴文超， 黄长强， 宋磊， 唐上钦， 白壬潮

2011, 32(11):  1337-1342.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.007

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为解决多架无人机(UAV)在不确定环境中搜索目标的问题，根据多UAV协同搜索的基本原则，建立了多UAV协同搜索的环境模型和UAV运动模型，提出了一种满足UAV机动限制和适应数据通讯延迟的协同路径决策算法。根据先验知识将环境分为未知环境，已知环境和禁飞区，设计了搜索回报函数，引导UAV对未知环境进行搜索，对已知环境进行规避；提出了禁飞区回避决策，实现了UAV对禁飞区的完全回避。最后进行了仿真实验，并与2种非协同搜索算法的仿真结果进行了比较，结果表明，本文提出的协同搜索算法的有效性。

超分辨谱估计法在测速雷达中的应用

谭渊， 杨勇， 袁乃昌

2011, 32(11):  1343-1347.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.008

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介绍了连续波测速雷达测量旋转弹丸转速的方法，并对底部刻槽弹丸的RCS和转速计算进行了理论分析，推导出转速计算公式，然后运用现代超分辨谱估计的旋转不变法代替传统的FFT算法对回波信号进行频谱估计，并在不同信噪比下对其频谱估计能力进行了仿真计算和实验测试，给出了信噪比与测量误差之间的关系曲线。结果表明：在相同信噪比的情况下，该高精度转速测量方法相比传统FFT算法，测试精度明显提高。

基于非下采样Contourlet的熵测度图像融合算法

李骜， 李一兵， 刘丹丹

2011, 32(11):  1348-1352.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.009

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活性测度是图像融合过程中的重要衡量工具。通过其提取的某种特征信息，来决定哪幅输入图像的特征更为明显。在基于多分辨率分解的融合算法中，常用的活性测度只考虑各层高频子带系数本身，忽略了低频系数所提供的信息。考虑到综合高、低频系数对于活性测度的影响，基于非下采样Contourlet变换良好的平移不变性、多方向等特性，提出了一种在一般方法的基础上，添加由低频系数所得的掩模，再作为活性测度的融合算法。给出了不同活性测度的融合图像以及客观性能评价指标。结果表明，熵掩模测度的融合结果优于其他几种传统测度。

基于分割模板加权Hausdorff距离矩阵的特征匹配算法

徐一鸣， 刘晓利， 刘怡昕

2011, 32(11):  1353-1358.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.010

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针对电视制导系统图像匹配时遇到的大比例目标遮挡以及严重噪声干扰等情况，提出一种基于分割模板加权Hausdorff距离（HD）矩阵的特征匹配算法。将模板分割为若干个子模板；利用最小核相似区检测角点（SUSAN）算子提取图像的角点；分别计算子模板与搜索图像对应区域的基于角点响应函数的加权HD，构造出HD矩阵；经过角点密度矩阵修正得到相似性度量，采用Frobenius矩阵范数求得矩阵的最佳解，即对应于最佳匹配位置。在目标跟踪实验中加入大比例遮挡及严重斑点噪声（n=10），当模板与对应区域的特征点数量相差达到－43.75%~56.25%时，仍然可以实现配准。

基于统计中心线的目标特征提取算法研究

于晓亮， 马惠敏， 臧和发

2011, 32(11):  1359-1364.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.011

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为了有效识别激光近场探测环境下的目标和云，提出了一种新的易于FPGA实现的目标特征提取算法。该算法提取了目标图像的突变、多分支、大角度、宽度变化等特征。测试结果显示，该算法能对目标进行有效识别。

面向区域覆盖的电子侦察卫星规划方法研究

王慧林， 邱涤珊， 黄小军， 马满好， 祝江汉

2011, 32(11):  1365-1372.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.012

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电子侦察卫星对区域的覆盖搜索在反恐及海上搜救等领域发挥着重要作用，面向区域覆盖的电子侦察卫星规划问题(ACOERSS)也因此成为卫星规划领域急需解决的重要问题之一。针对问题特点，构建了区域网格空间，提出了一种基于空域频域划分的候选侦察活动构造方法，并在此基础上建立了面向区域覆盖的多目标规划模型；提出了一种面向区域覆盖的多目标进化算法对模型进行求解，同时设计了一种基于时间可行性判定的初始可行解构造算法来产生高质量的初始解。仿真对比实验表明：模型及算法能够有效解决面向区域覆盖的电子侦察卫星规划问题并且性能良好。

数字同轴全息油液磨粒形貌检测技术的研究

王玉荣, 徐元强, 贾学东， 林关海， 刘涛， 杜延龙， 孟祥锋

2011, 32(11):  1373-1377.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.013

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提出一种基于数字同轴全息三维成像理论的油液磨损颗粒检测新技术，该技术同时具有颗粒计数、颗粒成像及形态、形貌识别分类等功能，可为基于油液分析的机械设备状态监测和磨损故障诊断提供新的检测手段。对数字同轴全息用于油液磨损颗粒检测的原理、特点及系统软硬件组成等进行了详细介绍，并进行了实验验证，实验结果证明了该技术的可行性。

星地斜程大气信道激光通信可通率研究

娄岩， 陈纯毅， 姜会林， 赵义武， 韩成， 佟首峰， 付强

2011, 32(11):  1378-1383.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.014

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用STK仿真分析了星地激光通信链路的可见时间和俯仰角。在能见度5 km的城市大气模式下，分别计算了定位于不同经度的2颗GEO卫星对3个城市通信的大气衰减及光强闪烁、到达角起伏等效应，由此分析了晴天、卷积云条件下的大气信道功率损耗，并通过设置链路最小功率阈值来建立星地间大气信道激光通信链路可通率模型。仿真结果表明, 当发射功率为10 W时，对比得出东经75°的GEO卫星地面站可通率较好，晴天能见度大于5 km的平均可通率可达到93%；卷积云时平均可通率可达到66.7%，且3个城市中对海南的可通性最好，为星地激光通信外场实验提供了一定的依据。

一种单目视觉标定飞机方向舵角位移的新方法

何森， 王志斌

2011, 32(11):  1384-1388.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.015

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飞机飞行试验前需标定其方向舵等的角位移传感器。采用单目视觉方法进行标定。用一个圆周做靶面的主要标志，用2直线段的交点标明其圆心位置。测试靶基本上平行于舵轴固定在舵面上。用一台位置固定的数码相机对靶面拍照。设计了亚像素精度的处理方法用来处理数字照片，求出圆心像点位置和像面椭圆的方程以及椭圆短轴端点位置。设计了一套算法用来求出靶面的平面方程。方向舵的角位移可用靶面的角位移表示。未计入相机成像误差进行的仿真实验，不加噪声时，角位移误差小于0.001°；给像面椭圆添加μ=0，σ=2像素的高斯噪声时，角位移误差小于0.06°. 靶面与舵轴不平行导致的测量误差可以修正，使测试靶容易安装。该方案可用于现场标定飞机升降舵、方向舵等的角位移。

直线感应线圈推进器仿真与实验

李献, 王秋良, 王厚生, 刘建华, 陈顺中

2011, 32(11):  1389-1394.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.016

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为了对多段直线感应线圈推进器的工作过程进行研究，利用数值仿真的方法对两段直线感应电磁推进器进行了分析。并与实验结果进行了对比，证实了仿真结果的准确性。首先通过集总参数电路模型建立了直线感应线圈推进器的数学模型，根据数学模型利用MATLAB编写了系统动态过程的仿真程序。其次，对设计的两段直线感应线圈推进器进行了数值仿真，给出了抛体受力及速度变化曲线，同时给出了抛体分片平均温升变化。最后，搭建了两段推进器的实验平台，并对仿真结果和实验结果进行了比较分析。在第一段单相电容容量为1 500 μF，电压3 kV，第二段单相电容容量为720 μF，电压5 kV的情况下，将质量为300 g的抛体加速到204 m/s的出口速度。这为下一步的多段直线感应电磁推进器的设计提供了理论指导和实验基础。

利用有限元神经网络计算漏磁场方法研究

苑希超， 王长龙， 纪凤珠， 左宪章

2011, 32(11):  1395-1398.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.017

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针对有限元法计算量大的不足，用神经网络模拟有限元的分析过程，建立了求解漏磁场计算的有限元神经网络模型，并采用共轭梯度学习算法，对矩形缺陷的漏磁场进行了计算。通过计算得到了磁场强度、磁感应强度矢量图以及漏磁通密度x、y分量图。结果表明，有限元神经网络能够实现漏磁场的并行求解，具有速度快、稳定性好等优点，是一种漏磁场的快速计算方法。

基于支持向量机的舰炮自动弹库方案决策研究

胡胜海， 徐鹏， 何蕾， 杨奇， 富威

2011, 32(11):  1399-1404.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.018

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针对某大口径舰炮自动弹库的多种方案决策问题，提出了基于样本特征加权支持向量回归机的自动弹库方案决策模型。分析了舰炮自动弹库系统方案选择的要求和原则，对系统决策因素集进行模糊量化，构造了舰炮自动弹库决策模型的输入样本。采用舰炮领域专家知识结构信息构造决策因素的权重向量。通过对系统决策因素集和决策方案非线性关系的辨识，建立了基于特征加权核函数的支持向量回归机的舰炮自动弹库方案决策模型。通过应用实例说明了利用支持向量回归机建立决策模型的决策方法有效性和实用性。

一种新的机械自紧厚壁圆筒塑性半径计算方法

常列珍， 潘玉田， 马新谋

2011, 32(11):  1405-1410.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.019

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为推导一种新的机械自紧厚壁圆筒塑性半径的计算公式，首先采用ANSYS对不同摩擦系数的机械自紧进行数值模拟，发现摩擦系数对残余应力和塑性半径无影响，因此在推导塑性半径计算公式时可不考虑摩擦系数的影响；其次根据机械自紧过程中冲头圆柱段和厚壁圆筒接触处径向应力相等推导出了塑性半径的计算公式。利用该公式计算了9个不同模拟管的塑性半径，结果表明理论值与实验值吻合良好。该公式可根据过盈量求出塑性半径和自紧度，或者在已知自紧度的情况下确定过盈量。

研究简报

瓦片块四叉树动态地形层次细节算法

张豫南， 王冬， 夏乙， 李瀚飞

2011, 32(11):  1411-1415.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.020

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针对动态地形中车辙实时可视化的要求，提出并实现了一种基于图形处理器（GPU）的动态地形层次细节（LOD）算法。以基于GPU的动态地形算法作为地形形变算法，以瓦片块四叉树算法作为地形绘制算法，通过重复使用一小块顶点缓存和索引缓存，结合不同的缩放和平移因子来渲染不同细节层次的瓦片块，实现了视点相关连续LOD动态地形可视化。对地形块增加“裙子”顶点，并使增加的裙子三角形和瓦片块地形绘制算法无缝衔接在一起，消除了不同细节层次的瓦片块拼接时可能产生的裂缝现象。在碰撞检测时利用着色器实现了在GPU上进行地形高程值查询。实验表明，该算法充分利用了GPU的特性，对动态地形的渲染是可行的和有效的，适合于大规模动态地形的绘制。

基于蚁群算法的同步感应线圈炮结构参数优化

刘文彪， 曹延杰， 张媛， 邹本贵

2011, 32(11):  1416-1422.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.021

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能量转换效率一直是制约同步感应线圈炮(SICG)工程应用的重要因素。对于SICG系统，任何机电参数的改变都会直接或者间接地影响系统能量转换效率。为了提高SICG系统的能量转换效率，建立了SICG的机电模型，以驱动线圈的结构参数、电枢结构参数以及两者的轴向中心距为变量，以能量转换效率为目标函数，采用蚁群算法对60 mm口径的SICG系统进行了优化研究。研究结果表明，优化后系统能量转换效率从5.32%提高到15.2%. 为了验证优化结果，搭建了SICG实验装置并进行了效率验证实验，优化结果得到了有效验证。

基于dSPACE平台的稳瞄控制系统建模方法研究

胥青青， 吴玉敬， 张璟玥， 姜世洲

2011, 32(11):  1423-1427.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.022

摘要 ( )   PDF (985KB) ( )  

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为提高机载光电稳瞄伺服控制系统分析与设计能力，提出一种基于dSPACE半实物仿真平台的稳瞄伺服控制系统速率稳定回路建模方法。该方法通过dSPACE对系统施加激励并采集信号，用最小二乘算法拟合系统频率特性，利用MATLAB辨识工具箱辨识出系统传递函数。对某机载光电稳瞄伺服控制系统，利用本方法获取对象模型并进行控制器设计，实验结果证明了该方法的有效性和实用性。

坦克周视镜磁性液体密封的设计与实验研究

陈燕， 李德才

2011, 32(11):  1428-1432.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2011.11.023

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坦克周视镜的密封一直是一个难题，为了解决这一密封问题，采用了磁性液体密封，根据要求设计了磁性液体密封的具体结构，计算了密封间隙内磁场的大小及其分布，从理论上分析了磁性液体密封结构的耐压能力。实验结果表明, 所设计的磁性液体密封结构合理，在耐压实验、高温实验、低温实验、盐雾实验、淋雨实验、湿热实验等条件下密封性能良好。