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2010年 第31卷 第11期    刊出日期：2010-11-30

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论文

多管火箭炮定向管的多目标优化及多属性决策研究

朱孙科, 马大为, 于存贵, 乐贵高

2010, 31(11):  1413-1417.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.001

摘要 ( )   PDF (1049KB) ( )  

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针对某多管火箭炮(MRLS)复合材料定向管的结构设计指标，根据有限元分析方法和优化设计方法，以复合材料定向管的复合铺层厚度、铺层角度及定向管中定位部的位置为优化设计变量，定义定向管固有频率和定向管质量为优化目标，结合有限元数值计算结果，采用改进非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)，建立了复合材料定向管的多目标优化模型。通过优化求解，得到帕雷托(Pareto)最优解，并由这些Pareto最优解构成决策矩阵，利用客观赋权的信息熵法计算各属性的权值，并运用逼近理想解的排序方法(TOPSIS)进行了多属性决策研究(MADM)，对Pareto最优解作了排序。引入比刚度结构效能对比分析优化前后的定向管性能，表明对定向管的优化设计是有效的。

半导体激光器驱动源功率器件的建模与仿真

辛德胜， 张剑家， 张萌萌， 张宏臣

2010, 31(11):  1418-1421.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.002

摘要 ( )   PDF (932KB) ( )  

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模拟电路、数字电路及数模混合电路中小信号电路的仿真技术现已趋于成熟，而大功率电路的仿真技术尚需完善。当大功率器件处于工作状态时，功率器件会发热。小信号电路的仿真技术尚不能模拟大功率电路的工作状态。半导体激光器驱动源功率执行级为大功率电路，建立能描述其功率器件工作状态的PSPICE仿真软件模型是亟待解决的问题之一。依据功率器件的结构、工作原理及其功耗等建立了包含热模型的金属—氧化物—半导体场效应晶体管（MOSFET）模型，使用此模型对半导体激光器驱动源进行了计算机仿真优化研究。通过实际系统验证了该模型的正确性。该模型也适用于其它大功率电路的计算机仿真。

反射式平行光管的红外瞄具零位走动量测量方法研究

王劲松， 安志勇， 李海兰

2010, 31(11):  1422-1425.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.003

摘要 ( )   PDF (951KB) ( )  

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介绍了一种同时用于红外瞄具零位走动量和装表量测量的光学测量方法，采用抛物面反射镜作为主镜的反射式平行光管模拟无限远目标，实现了平面反射镜和精密二维转台进行光线转向及自动读数。阐述了方法测量原理，并分析了瞄具零位走动量测量误差。验证实验结果表明，该方法可实现±10°的大视场范围测量和0.05 mil的测角精度，保证高精度测量的同时，很好的解决了反射式平行光管由于视场小而导致测量范围受限的问题。

光子晶体对大气窗口波段发射辐射的抑制作用

李进， 叶宏， 韦孟柳

2010, 31(11):  1426-1430.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.004

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利用传输矩阵方法讨论了光子晶体对大气窗口波段发射辐射的抑制作用，讨论了多种基底材料和光子晶体材料组合及其自发辐射对抑制效果的影响。研究发现，当光子晶体的高低折射率介质分别为Si与KCl时，在3~5 μm与8~14 μm波段内，基底分别处于100 ℃的Al、SiC及假想表面，表面的发射辐射均可得到较好地抑制。对于相同基底，选择Ge与KCl作为光子晶体的组成材料，会有更好地抑制效果。

双树复小波和独立分量分析的红外小目标检测

吴一全， 纪守新， 尹丹艳

2010, 31(11):  1431-1437.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.005

摘要 ( )   PDF (2636KB) ( )  

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针对存在背景干扰和噪声情况下的红外弱小目标检测问题，提出一种基于双树复小波变换和独立分量分析（ICA）的检测方法。对图像作预处理：利用双树复小波对原始图像进行去噪，再利用Top-hat算子抑制背景；从原始图像减去通过快速独立分量分析（FastICA）分离出的背景图像，用双树复小波去噪；上述2方面得到的图像求和即为预处理图像。采用模糊Tsallis-Havrda-Charvat熵选取阈值来分割预处理图像。针对红外小目标图像进行了大量实验，并和基于快速独立分量分析的目标检测方法、基于形态滤波的目标检测方法进行了比较。结果表明，本文方法抗噪性强，具有更为优越的检测性能。

全景立体视觉在海上报靶中的应用

汤一平， 王庆， 庞成俊， 朱艺华

2010, 31(11):  1438-1443.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.006

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针对海上实弹训练自动报靶需要检测实弹和离靶中心的距离，提出一种基于双目全方位视觉传感器（ODVS）立体全景视觉测量方法，采用具有平均角分辨率ODVS的设计，将2个同样参数的ODVS以背靠背的方式合成为一个双目ODVS，利用平均角分辨率的特性，并在视频信息获取、加工上均采用高斯球面坐标，实现了一种新型的快速全方位立体图像匹配测距算法。实验结果表明，本文所设计的双目ODVS测量装置能够较准确地估算出空间物点离测量点的距离。

微型光学陀螺用光波导环形谐振腔的优化设计与制备

郭丽君， 石邦任， 厉宝增， 赵猛， 陈晨

2010, 31(11):  1444-1447.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.007

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光波导环形谐振腔是微型光学陀螺的核心敏感部件,其性能直接影响陀螺系统的性能,是此种陀螺设计和制造的关键。利用广角有限差分光束传播法（WA-BPM）对二氧化硅光波导环形谐振腔进行了优化设计；在优化设计的基础上，在硅衬底上利用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）法制备了掺GeO₂的二氧化硅光波导环形谐振腔芯片，并通过了实验测试,其测量精细度可达16.7，可为今后集成光学陀螺的小型化和高灵敏度提供理论参考。

SAR图像与可见光图像融合的建筑物提取算法

苏娟， 鲜勇， 宋建社

2010, 31(11):  1448-1454.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.008

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参考文献 | 相关文章 | 计量指标

提出了一种基于SAR图像和可见光图像融合的建筑物提取算法，由SAR图像提供建筑物的可能提出了一种基于SAR图像和可见光图像融合的建筑物提取算法，由SAR图像提供建筑物的可能方位信息，由可见光图像提供建筑物提取所需的视觉特征。该算法充分利用建筑物在2幅已配准的SAR图像和可见光图像中所表现的共性和互补特征，采用边缘匹配和感知组合的方法提取建筑物的轮廓，在可见光图像中采用屋顶灰度均匀性特征进行建筑物验证。实验结果表明，本文算法具有较好的检测效果。

锥束计算机断层成像系统快速定位方法

李明君， 张定华， 黄魁东， 张顺利， 于清超

2010, 31(11):  1455-1460.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.009

摘要 ( )   PDF (1561KB) ( )  

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针对锥束计算机断层成像（CT）系统的定位参数测量问题，设计了一种简易的标准圆杆测具，并提出了基于该圆杆测具的快速定位测量方法。该方法在锥束CT成像区域中的4个位置分别对圆杆测具进行DR成像，得到4幅投影图像，然后利用圆杆测具在锥束CT系统中的成像特性，通过简单计算快速获取影响锥束CT切片图像质量的5个主要定位参数。实验结果表明，采用该方法可在数分钟内获取亚像素级的锥束CT系统定位参数，且由该参数重建的切片图像质量得到明显提高。

铝合金舟体承载力的数值分析

佐晓波， 蒋志刚， 胡平

2010, 31(11):  1461-1467.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.010

摘要 ( )   PDF (1172KB) ( )  

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为克服钢结构空心舟体的缺点，提出一种填充柔性聚氨酯闭孔泡沫铝合金舟体结构。运用有限元软件ANSYS，研究了中心轮式荷载作用下空心和填充聚氨酯泡沫铝合金舟体的承载力，分析了舷板厚度、隔板厚度和泡沫密度对承载力的影响。结果表明：铝合金舟体具有较大的屈曲后承载能力，极限承载力由材料破坏控制；隔板和舷板厚度大于某临界值时，舟体承载力由甲板控制，继续增大隔板和舷板厚度不能有效提高舟体承载力；填充泡沫应采用低密度泡沫，并可忽略其对舟体承载力的影响。

铝泡沫夹层结构抗爆炸性能仿真分析及优化

韩守红， 吕振华

2010, 31(11):  1468-1474.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.011

摘要 ( )   PDF (1890KB) ( )  

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对6种铝泡沫夹层结构的抗爆炸性能进行了有限元分析，从变形模式、运动响应和吸能特性等方面对比研究了6种夹层结构的动态响应特性。结果表明铝合金－铝泡沫－高强度装甲钢夹层复合结构的抗爆炸性能最优，且铝泡沫芯体密度对夹层结构的动态响应有较大影响。应用自适应响应面方法，建立了典型夹层结构的基于动力有限元分析的优化设计模型，对夹层结构的面板、背板、芯体厚度进行了整体优化，使铝泡沫夹层结构的抗爆炸性能明显改善，这对抗爆炸结构的工程设计具有一定指导意义。

液压驱动仿生推进器运动特性的数值仿真

徐海军， 潘存云， 张代兵， 谢海斌

2010, 31(11):  1475-1480.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.012

摘要 ( )   PDF (2364KB) ( )  

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奇鳍/对鳍（MPF）模式的波动鳍有着许多出众的优点，其推进性能受自身结构及波形变化规律的影响较大。根据液压驱动的仿生推进器运动学模型，从理论上分析了液压参数对波形参数的影响。在Matlab软件中，搭建了仿生推进器液压系统的运动仿真模型，研究了液压系统参数对多个波动鳍波形参数之间关联影响，提出了消除波形参数关联变化的补偿方法。研究了仿生推进器在启动、停止过程中波形参数的变化规律。开展了液压驱动的仿生推进器装置的相关试验，验证了前面分析得出的结论。对仿生推进器运动特性的研究，可以进一步全面地了解其动态特性，对深入研究波动鳍的推进机理、提高仿生推进器的性能等具有重要的意义。

层次分析法和消去选择轮换法相结合的装备软件质量评优方法研究

陈策， 郭久武， 赵春霞

2010, 31(11):  1481-1486.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.013

摘要 ( )   PDF (992KB) ( )  

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为了在装备承制部门实施客观有效的装备软件质量评优活动，提出了一种层次分析法(AHP)与消去选择轮换法(ELECTRE)相结合的装备软件质量评价新方法。改进了AHP方法，无需进行一致性检验就可以得到各指标的权重值，避免了人为调整判断矩阵的盲目性。在ELECTRE法中定义了联合优势矩阵，得到被评价对象间的超序关系，通过超序关系图的搜索完成评价对象间的排序比较。利用该方法对某类装备的多个型号软件进行了质量评优。结果表明，与传统综合评价方法相比，提出的方法克服了被评价对象在某些指标值过高时会掩盖其它指标值而影响评价结果准确性的不足，减少了判断的主观性，更能真实地反映装备软件质量的优劣。

磁场作用下铝合金MIG焊精确成形工艺研究

朱胜， 王启伟， 陈琳， 王晓明

2010, 31(11):  1487-1490.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.014

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为满足外加磁场条件下铝合金焊接成形的精度要求，研究了磁场作用下铝合金MIG焊接工艺参数对焊道形貌尺寸的影响及其显著性，分析了参数的合理匹配对焊道尺寸和成形质量的影响。结果表明，焊接速度对焊道余高的贡献率为83.25%，是决定余高的最主要因素。影响熔宽的参数主次顺序为送丝速度、焊接速度、电弧吹力修正、励磁电流、磁场频率和弧长修正。随着励磁电流增加，熔宽增大，熔深减小，表面质量提高；但是励磁电流和弧长修正应有良好的配合，当这两个参数都比较大时，焊道出现未熔合缺陷或不能成形。

刀—屑摩擦对斜角切削切屑流动特性影响的仿真研究

吕明， 郭建英

2010, 31(11):  1491-1497.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.015

摘要 ( )   PDF (1576KB) ( )  

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采用显式有限元程序,对不同刀—屑摩擦系数时的斜角切削过程进行三维仿真实验,研究切屑采用显式有限元程序,对不同刀—屑摩擦系数时的斜角切削过程进行三维仿真实验,研究切屑在前刀面上的流动特性刀—屑摩擦对切屑流动方向和螺旋卷曲半径的影响规律和作用机理。结果表明斜角切削时切屑从切削刃处以倾斜方向流出然后沿前刀面产生侧向弯曲因此切屑流出速度方向与刀刃法向的夹角逐渐增大；当切屑与前刀面分离后形成螺旋卷屑排出。刀—屑间摩擦力的分布情况是引起切屑在前刀面上产生侧向弯曲的主要原因。随着刀—屑摩擦系数的增大切屑在前刀面上侧向弯曲曲率减小而切屑螺旋卷曲半径增大。而且刀具前角越小刀—屑摩擦对切屑流动特性的影响越大。

基于感度的火工品发火可靠性试验数据分析

温玉全， 张利敏， 洪东跑

2010, 31(11):  1498-1501.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.016

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为了在较小样本量下验证高可靠性要求的火工品的发火可靠性，研究了火工品可靠性试验数据分析方法，提出了通过升降法试验估计感度分布参数，利用Bootstrap方法对感度分布参数中的刻度参数的估计进行修正，结合假设检验和抽样检验，在低刺激量点进行小样本试验验证高刺激量点的火工品发火可靠性的方法。大小样本对比试验表明使用该方法可以利用较少的试验样本量，实现对高可靠性要求的火工品的发火可靠性验证。

基于Elman网络的传递对准容错联合滤波器设计与仿真

胡健， 马大为， 程向红， 周百令

2010, 31(11):  1502-1507.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.017

摘要 ( )   PDF (1031KB) ( )  

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针对用于快速传递对准的Kalman滤波器阶数高，计算量大，滤波更新率低，鲁棒性差及对准针对用于快速传递对准的Kalman滤波器阶数高，计算量大，滤波更新率低，鲁棒性差及对准精度不高等问题，采用联合强跟踪Kalman滤波器进行快速传递对准。提出一种基于模糊加权系数的误差方差阵估计方法，以提高传统强跟踪Kalman滤波算法的精度。在此基础上，设计了联合强跟踪Kalman滤波器的结构和算法。基于提高无故障子滤波器的鲁棒性来提高联合滤波器的快速重构能力考虑同时兼顾子滤波器的精度和计算稳定性，提出利用改进的Elman网络进行信息分配系数的自适应调节，以实现融合信息在各子系统中的自适应分配。仿真结果表明，该滤波器不仅提高了解算速度，而且提高了系统对准精度、故障鲁棒性和快速重构能力。

齿轮箱传感器优化布置研究

魏秀业, 潘宏侠, 黄晋英

2010, 31(11):  1508-1513.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.018

摘要 ( )   PDF (1552KB) ( )  

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提出利用粒子群优化(PSO)算法解决齿轮箱故障检测中传感器优化布置问题的方法。在着重分析加速度传感器优化布置的模态置信准则后，构建了应用PSO算法解决此类优化问题的适应度函数。以齿轮箱有限元建模和模态分析结果为依据，以适应度函数作为评价目标，应用加速度自适应粒子群优化算法，实现了齿轮箱传感器的优化与定位。通过齿轮箱的试验模态分析和频响函数特性分析，证明了基于PSO算法的齿轮箱传感器优化布置方法是可行的。用优化后的6个测点布置传感器，故障诊断精度提高26.1%.

镁合金座椅设计及动态行李碰撞仿真

高云凯， 谢明聪， 孙芳， 万党水

2010, 31(11):  1514-1518.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.019

摘要 ( )   PDF (2655KB) ( )  

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镁合金作为轻量化材料，应用到汽车零部件中可以实现较大幅度的减重效果。而镁合金挤压型材在汽车零部件设计中的应用较少。将镁合金挤压管材作为后排座椅骨架的基本型材，通过多次弯曲得到座椅骨架，并基于Dynaform 软件，对挤压管材的各段弯曲部位进行仿真，得到具有工艺可行性的弯曲半径设计。对新设计的镁合金座椅进行动态行李保持仿真，结果表明新设计的镁合金座椅能承受行李对其的动态冲击。

综述

车用涡轮增压微型燃气轮机辅助电站研究进展

张强， 马朝臣

2010, 31(11):  1519-1524.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.020

摘要 ( )   PDF (980KB) ( )  

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综述了微型燃气轮机和内燃机电辅助增压的关键技术和关键部件国内外研究进展情况, 指出了各关键技术和关键部件的研究发展方向。根据系统功能和目前国内外相关技术研究情况，提出一种车用集成式燃气涡轮—增压发电系统的新概念,提供了可能的系统设计方案和基本特性参数,并对车用集成式燃气涡轮—增压发电系统的发展趋向进行了展望。

研究简报

编队防空火力分配建模及其优化方法研究

阮旻智， 李庆民， 刘天华

2010, 31(11):  1525-1529.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.021

摘要 ( )   PDF (966KB) ( )  

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为提高编队防空武器的整体作战效能，在面临多批空中威胁目标时最大限度地发挥编队内防空武器资源，建立了编队防空武器火力分配(WTA)模型，将人工免疫算法应用到模型的求解与仿真中。针对模型求解的特殊要求，构造了有效表达编队防空WTA作战效能的特种抗体数据结构染色体编码方案和亲和度算法，给出用于产生高效防空WTA结果的克隆免疫算子。通过实例分析，验证了该算法的正确性和有效性，并与其它进化式算法进行了比较，在大多数情况下，免疫算法能够获得更优的结果。

超声振动辅助磨削技术的现状与新进展

梁志强， 王西彬， 吴勇波， 栗勇，

2010, 31(11):  1530-1535.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.022

摘要 ( )   PDF (1229KB) ( )  

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如何实现硬脆性材料的高效率、高质量、高精度加工是现代精密制造领域的技术难题，为解如何实现硬脆性材料的高效率、高质量、高精度加工是现代精密制造领域的技术难题，为解决这一难题超声波振动磨削技术被引入到硬脆性材料的加工中。综述了超声振动磨削技术的现状，基于现有的一维振动磨削与二维振动磨削技术，着重分析了不同超声振动施加方式对磨削力、加工表面完整性、砂轮磨损等加工特性的影响。作为二维振动磨削技术的最新进展，对垂直型椭圆振动磨削技术的加工原理以及加工特性进行初步介绍。

微型空调机组仿真

钟晓晖， 勾昱君， 翟玉玲， 周树光

2010, 31(11):  1536-1540.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.11.023

摘要 ( )   PDF (2527KB) ( )  

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介绍了所研制的微型蒸汽压缩式单兵空调机组样机，以该机组为原型建立了液冷服散热模型及空气—水空调机组稳态仿真模型，利用液冷服散热模型对液冷背心的参数进行了优化，确定了液冷背心各参数即管路长度、冷却水流量、进口液温等对散热量的相互影响，利用空调机组仿真程序对机组进行了优化并得到了冷凝器长度、蒸发器长度最佳匹配。