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2010年 第31卷 第8期    刊出日期：2010-08-31

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论文

单活塞式液压自由活塞柴油机启动过程研究

苑士华， 吴维， 荆崇波， 郭凯， 赵振峰

2010, 31(8):  1009-1013.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.001

摘要 ( )   PDF (1333KB) ( )  

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研究单活塞式液压自由活塞柴油机(HFPDE)的启动工况，得到其启动流程。基于系统启动能研究单活塞式液压自由活塞柴油机(HFPDE)的启动工况，得到其启动流程。基于系统启动能量传递过程，理论分析了各组分能量的定量分配关系，研究了回复蓄能器、频率控制阀以及压缩腔参数的匹配方法并进行了相应的试验验证。结果表明系统启动压缩行程较稳定工况长且单次循环启动成功率较高。系统启动输入能量主要来自回复蓄能器且主要被高压腔高压油和动力腔气体吸收，启动压缩过程压缩比可以灵活调整，提出的系统启动装置参数匹配方法和启动流程可行。

发动机缸套—活塞环磨损数值计算研究

王宪成， 张晶， 孙耀文， 范冰

2010, 31(8):  1014-1019.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.002

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为研究使用工况对发动机缸套—活塞环磨损的影响，以某型发动机为对象，基于平均Reynolds方程建立了缸套—活塞环边界润滑模型，根据活塞环受力平衡方程和缸内传热建立了边界条件模型，并基于Holm-Achard磨损机理建立了粘着磨损模型；采用迭代算法，将发动机工况影响计入缸套—活塞环润滑和磨损模型；计算分析了该发动机某一工况循环下缸套—活塞环的磨损，计算与实测结果对比表明：实测与计算曲线趋势一致，上止点附近的计算值与实测值误差不超过5%.

坦克炮控系统非线性状态估计与参数辨识研究

袁东， 马晓军

2010, 31(8):  1020-1025.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.003

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针对系统状态估计与参数辨识问题的互逆性，建立不依赖于系统模型的扩张状态观测器（ESO），用以实时获取系统的状态变量，在此基础上设计基于协方差阵修正最小二乘法（CVMLS）的辨识器，实现了坦克炮控系统状态变量与参数的联合估计。分析了ESO和CVMLS的估计误差，采用条件限制动态补偿方法，进一步提高了系统的辨识精度。通过仿真分析验证了算法的性能，为进一步开展炮控系统相关理论研究与工程实践奠定基础。

轨道炮动态负载特性的分析与仿真

杨玉东, 王建新, 薛文

2010, 31(8):  1026-1031.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.004

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为设计有效的脉冲功率电源，必须了解负载的动态特性。通过对一个简化轨道炮模型进行电为设计有效的脉冲功率电源，必须了解负载的动态特性。通过对一个简化轨道炮模型进行电磁场三维有限元分析，得到轨道炮的电感梯度和电阻梯度的频率和时间分布，轨道和电枢的磁感应强度分布，电枢受力，反向动生电动势变化情况。在设定的脉冲功率电流作用下，求得电枢的运动速度和位移。仿真结果表明，轨道炮的负载可以等效为非线性的电阻、电感和一个变化的反向电动势的串联。

火炮身管热护套防护效率测试研究

刘波， 潘宏侠

2010, 31(8):  1032-1035.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.005

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针对火炮身管部件热护套防护效率测试中热辐射值与热源数目及位置之间的关系问题，在分析现场测试数据特点的针对火炮身管部件热护套防护效率测试中热辐射值与热源数目及位置之间的关系问题，在分析现场测试数据特点的基础上，提出了基于线性方程组求解的算法来确定热辐射值和红外灯开、关状态及位置的对应关系，并利用该算法对测试过程中由于现场工作环境干扰引起的热辐射值偏差进行了修正。实践表明，基于线性方程求解的算法能够根据要求的热辐射值快速、有效确定红外灯通断的位置和数目。

转管炮主滚轮在机体上位置布局研究

徐健, 薄玉成， 李强， 常学芳

2010, 31(8):  1036-1040.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.006

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为了研究主滚轮在机体上的布局与滚轮和曲线槽之间驱动接触力的关系，运用牛顿第二定律为了研究主滚轮在机体上的布局与滚轮和曲线槽之间驱动接触力的关系，运用牛顿第二定律对主滚轮以及机心组列写了动力学方程，得出了接触力的表达式。对机体上滚轮布局位置进行参数化并编程求解，得出了低、中、高射速下，滚轮位置参数对接触压力的影响。计算结果表明，机体上存在倾斜方向上的滚轮压力棱形等值线，主滚轮宜布局在靠近机心组质心位置，同时布局的优劣在高射速时接触力差别可达1 555 N.

旋转对称目标章动参数全极化测量研究

李文臣， 王涛₁， 王雪松₁， 王国玉₁

2010, 31(8):  1041-1047.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.007

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弹头目标运动特征的提取是真假目标识别的前提，其中章动参数是描述弹头运动特征的关键参数。基于全极化散射矩阵测量，提出了章动参数估计方法。给出了自由段弹头的章动特征和旋转对称弹头的极化散射特性，提出了全局搜索—反馈线性最小二乘章动参数估计方法，利用该方法可以得到章动周期、章动角和章动轴与视线夹角等参数。给出了仿真结果，验证了章动参数全极化测量方法，并分析了噪声条件下测量性能。该方法在弹道防御真假目标识别领域中有很好的应用价值。

“钻石背”弹翼气动特性数值模拟研究

吴小胜， 雷娟棉， 吴甲生

2010, 31(8):  1048-1052.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.008

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用计算流体力学与阻力系数工程预估相结合的方法研究了“钻石背”弹翼前、后翼条之间气用计算流体力学与阻力系数工程预估相结合的方法研究了“钻石背”弹翼前、后翼条之间气动干扰以及翼型、前后翼条的相对高度对气动特性的影响。计算结果与实验结果对比表明，在中小攻角，数值计算与阻力系数工程预估相结合的方法是可信的；采用亚声速低阻NACA64-108翼型可明显地增大“钻石背”弹翼的升力，减小阻力，增大升阻比；钻石背”弹翼前、后翼条之间的气动干扰，使升力减小，阻力增大；前翼条在上，后翼条在下的配置能减弱这种不利的气动干扰，并且在计算的范围内，后翼条至前翼条的垂直位置ΔH为9 mm时“钻石背”弹翼前、后翼条之间的气动干扰最小，升阻比最大。

基于结构信息分布的图像质量评估新算法

刘洁瑜， 徐军辉， 汪立新

2010, 31(8):  1053-1058.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.009

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图像质量评估技术是图像处理领域里的一个重要研究课题。从图像结构信息分布出发提出了一种图像质量的客观评估新算法，分析了小波包变换对图像结构信息、噪声信号的影响，以及内在关系，在此基础上提出了通过小波包变换获取图像的平均结构信息能量及结构信息强度，将其作为评价图像质量的指标，建立了评估模型。实验结果表明，该评估模型能准确地反映图像的客观质量。

热成像系统中的视在温差研究

吕相银， 杨莉

2010, 31(8):  1059-1062.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.010

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温度的差异是决定目标红外图像特征的一个重要因素，热成像系统的主要性能参数也都与温温度的差异是决定目标红外图像特征的一个重要因素，热成像系统的主要性能参数也都与温差有着直接的关系，红外伪装效能评估也与温差密切相关。研究热成像中的温差问题对研究目标的红外图像特征、热像仪的实际性能和红外对抗等都有着重要的意义。讨论了大气衰减对辐射温差的影响；通过引入等效环境辐射温度的概念，分析了热成像的原理；得到了热成像中视在温度表达式；推导出了热成像中视在温差的理论计算公式。结果表明热像仪上的视在温差，不仅与目标本身温度和发射率有关，还和目标与背景（或目标不同部位）的温差和发射率差、大气透过率、等效环境辐射温度以及探测器有关。

基于氧化铝缓冲层的Si基ZnO薄膜研究

向嵘， 王新₁， 姜德龙₁， 李野₁， 田景全₁

2010, 31(8):  1063-1066.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.011

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高质量的ZnO薄膜通常生长在蓝宝石等晶格匹配好的衬底上，在晶格失配较大的Si衬底上很高质量的ZnO薄膜通常生长在蓝宝石等晶格匹配好的衬底上，在晶格失配较大的Si衬底上很难得到高质量的ZnO薄膜，而在Si衬底上制备高质量的ZnO薄膜更具有广泛应用前景。本文采用反应磁控溅射的方法，在Si衬底上，通过引入Al₂O₃缓冲层，在不同氧气和氩气比例下制备了高质量的ZnO薄膜。研究了引入Al₂O₃缓冲层后，对ZnO薄膜结构和光学特性的影响。发现对于不同氧气和氩气比例下生长的ZnO薄膜样品，其（002）方向的X射线衍射峰的半峰宽（FWHM)明显减小，光致发光谱中紫外发光与可见发光峰值强度比明显增强。表明引入Al₂O₃缓冲层后，ZnO薄膜的结构和光学特性得到了很大改善，从而为在Si衬底上制备高质量ZnO薄膜提供了参考。

高氮奥氏体不锈钢切削试验研究

张宏勇₁， 陈巍₂， 刘燕林₂， 庞学慧₁

2010, 31(8):  1067-1071.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.012

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高氮奥氏体不锈钢是一种难加工材料。在分析材料特性的基础上，通过刀具磨损与耐用度高氮奥氏体不锈钢是一种难加工材料。在分析材料特性的基础上，通过刀具磨损与耐用度对比试验，研究了切削过程中刀片的典型磨破损形态和磨损机理，得出了相对较优的刀具材料牌号和切削参数。研究结果表明：刀片典型的磨破损形态主要表现为前刀面粘结磨损和刀尖微崩刃破损等；由于稳定的积屑瘤的产生，YG8与其它刀片相比，在50～75 m/min的切削速度范围内切削性能最好，刀具寿命最长。

航空整体结构件加工变形校正技术研究

张洪伟, 张以都, 吴琼, 代军

2010, 31(8):  1072-1077.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.013

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针对航空结构件的变形问题，提出了包含有加工残余应力的变形整体结构件三维质量模型的重构技术，建立加工变形—校正过程的协同仿真环境，将2个过程有机地结合起来；利用改进的二分法进行校正参数的计算，分析了校正支点位置的确定及不同校正载荷作用方式对于校正效果影响，揭示出加工后工件残余应力与校正残余应力的耦合作用规律；通过大量有限元仿真计算，获得了典型框类工件变形校正的规律性曲线，建立了适用于反弯校正的有限元数学模型，设计了变形校正试验，验证了有限元仿真结果的可行性和有效性。

基于数据包络分析的装备效能稳健评估方法及其应用

冉景禄₁， 徐诚₁, 周建平，李树广₃

2010, 31(8):  1078-1083.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.014

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针对传统方法没有考虑普遍存在于装备效能评估中的评估风险问题，提出了一种旨在降低评针对传统方法没有考虑普遍存在于装备效能评估中的评估风险问题，提出了一种旨在降低评估风险的装备效能稳健评估方法。该方法的核心思想是在评估过程中最大程度地尊重评估信息的特点和在评估各个环节实行严格风险控制。从不同角度建立不同的指标体系，从而得出不同分类的指标元(末级指标)，并利用关联矩阵对指标元进行聚类与优化；利用区间灰数表达指标的定性定量信息，并计算出各指标权重；利用数据包络分析(DEA)方法进行效能评估；运用风险评估模型对评估结果的风险水平进行检验。应用该方法进行某型步枪效能评估的实例证明了该方法的可行性和有效性。

激光驱动准等熵压缩实验研究

李牧, 赵祥杰, 张红平, 袁红, 赵剑衡, 孙承纬

2010, 31(8):  1084-1089.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.015

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利用激光驱动的等离子体实现平面准等熵压缩是近年发展起来的一种新型动高压加载方式，同时也是目前加载应变率最高的准等熵压缩方式，该技术为研究材料准等熵压缩特性和物态方程提供了一条新的途径。探索了激光驱动下平面准等熵压缩的实验技术，在100 J固体激光器上成功开展了金属样品的准等熵压缩实验，利用位移干涉测速技术获取了Al/LiF样品界面的速度历史，在样品中获得了接近500 m/s的原位粒子速度，应变率达10₆ s^-1，准等熵压缩峰值约7 GPa.

飞行弹丸表面温度与红外辐射特性仿真研究

袁轶慧₁， 张俊举₁， 陈佐龙₂， 常本康

2010, 31(8):  1090-1094.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.016

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飞行弹丸的红外辐射特性取决于弹丸表面温度分布。在建立简化的飞行弹丸弹道模型的基础飞行弹丸的红外辐射特性取决于弹丸表面温度分布。在建立简化的飞行弹丸弹道模型的基础上，对弹丸基于气动加热原理的传热过程进行分析，建立了热平衡微分方程，得到了弹丸表面温度分布模型，最后计算其红外辐射特性。对模型的仿真结果表明：弹丸表面温度随其速度变化呈非单调性变化；弹丸发射初速度越大、发射角度越小，其表面温度越高；红外探测器对弹丸的最大探测距离，随弹丸红外辐射特性的变化而变化。

微型垂直基准仪的陀螺动态误差补偿

李莉， 王宪成， 韩树， 王普凯

2010, 31(8):  1095-1098.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.017

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为了研究兴波阻力对两栖车辆航速的影响，建立了某型两栖车辆兴波阻力的数学模型，应用为了研究兴波阻力对两栖车辆航速的影响，建立了某型两栖车辆兴波阻力的数学模型，应用连续源分布法计算了兴波阻力；根据车体外部流场结构和求解要求，采用非结构化网格与网格自适应技术实施区域离散化，运用计算流体动力学（CFD）求解了车辆周围流域的压力场，并进行了流场分析。算例和流场分析结果表明：这种兴波阻力的计算方法可用于排水型两栖车辆的最高航速预报和减阻提速的研究。

研究简报

两栖装甲车辆兴波阻力的计算及流场分析

邢志娜， 王菊香， 申刚， 叶勇， 刘洁

2010, 31(8):  1102-1105.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.018

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针对建立近红外光谱定量分析的偏最小二乘校正模型时，存在变量多以及光谱复共线性多样化等问题，采用一种间隔组合偏最小二乘法（icPLS）的近红外光谱谱区选择方法用于建立航空煤油闭口闪点近红外光谱模型。通过与整个光谱参与建立的近红外光谱模型的分析比较，icPLS模型的预测均方根误差（RMSEP）和相关系数R₂分别为1.08和0.808 8，而全谱偏最小二乘法（PLS）模型的RMSEP和R₂分别为1.6和0.738 1. 实验结果表明,采用改进偏最小二乘法所建模型更稳定可靠, 预测结果也得到明显改善。

改进偏最小二乘法在航空煤油的近红外光谱分析中的应用

李辉， 曲轶， 高欣， 薄报学， 刘国军

2010, 31(8):  1106-1109.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.019

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采用经过优化的新型大光腔结构，设计出低发散角的980 nm半导体激光器，利用分子束外延系统生长出应变InGaAs量子阱半导体激光器材料，并制作出980 nm单模半导体激光器。器件在3 μm条宽，750 μm腔长时，100 mA电流下室温连续输出功率达到70 mW以上。激光器的最大斜率效率为0.89 W/A. 垂直方向远场发散角为28°. 器件在250 mA工作电流下输出功率达到190 mW. 器件在70 ℃温度下仍可以正常工作。采用经过优化的新型大光腔结构，设计出低发散角的980 nm半导体激光器，利用分子束外延系统生长出应变InGaAs量子阱半导体激光器材料，并制作出980 nm单模半导体激光器。器件在3 μm条宽，750 μm腔长时，100 mA电流下室温连续输出功率达到70 mW以上。激光器的最大斜率效率为0.89 W/A. 垂直方向远场发散角为28°. 器件在250 mA工作电流下输出功率达到190 mW. 器件在70 ℃温度下仍可以正常工作。

高性能980nm单模半导体激光器

尚斐₁， 杜慧茜₂

2010, 31(8):  1110-1114.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.020

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压缩采样是一个新兴的研究领域，为亚奈奎斯特采样频率进行图像获取提供了一个框架。光流场计算在计算机视觉系统中应用广泛，将压缩采样理论引入图像序列的光流计算问题，提出利用梯度图像的空域稀疏性和傅里叶变换的时移性，直接由测量数据求解光流场，该方法无需重建原图像序列，且在同样检测性能的情况下，所需测量数据少，可以降低采样、通信和存储成本。 压缩采样是一个新兴的研究领域，为亚奈奎斯特采样频率进行图像获取提供了一个框架。光流场计算在计算机视觉系统中应用广泛，将压缩采样理论引入图像序列的光流计算问题，提出利用梯度图像的空域稀疏性和傅里叶变换的时移性，直接由测量数据求解光流场，该方法无需重建原图像序列，且在同样检测性能的情况下，所需测量数据少，可以降低采样、通信和存储成本。

基于压缩采样的图像序列光流场计算

蔺源， 罗四维， 高瞻

2010, 31(8):  1114-1119.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.021

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面向服务的网格环境下，资源种类多样，表示方式混杂，传统的网格资源检索方法不再适用于越来越复杂的网格环境，如何在复杂网格环境下建立一种合理有效的资源检索方法是目前网格发展的重点。提出了一种基于用户行为反馈的网格资源检索方法，这种方法建立在网格用户行为的基础上，利用用户行为的历史记录结合自适应的相关反馈方法对网格资源进行分析，通过资源的访问路径、访问频度、访问时间和检索结果等建立网格资源间的关联模型。该方法在某种程度上使网格资源检索结果与用户的主观感知更加接近，减轻了异构网格环境产生的语义混杂、模糊问题，并通过实验证明有较高的检索精确度。

用户行为反馈的网格资源检索方法研究

权维利， 姚晓先， 林凡

2010, 31(8):  1119-1123.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.022

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针对一种冲压式气动系统，建立了冲压式气动系统的数学模型。考虑到系统的非线性特性，针对一种冲压式气动系统，建立了冲压式气动系统的数学模型。考虑到系统的非线性特性，设计了一种基于脉宽调制线性化的控制方法，取代了原有的振荡线性化控制，并对其进行仿真分析。结果表明，系统的性能满足系统设计要求。试验结果与仿真结果基本一致，仿真计算可以用于冲压式气动系统性能的优化与分析。

冲压式气动系统的建模与线性化分析

辛民， 解丽静₁， 王西彬₁， 石文天₁， 杨洪建₁

2010, 31(8):  1125-1128.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.023

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针对零件铣削加工变形难以在线检测的难点，提出了一种基于神经网络的加工变形在线预测方法，通过正交试验方法设计试验方案，进行了不同铣削参数条件下的铣削试验，以试验数据为训练样本建立了基于BP神经网络的铣削加工变形与铣削参数关系的预测模型。通过生产试验验证，此模型在样本参数覆盖范围内的模型精度可达99.56%、在覆盖范围外的模型精度高于95.47%，说明该神经模型能定量的反映出铣削参数与加工变形之间的关系。

基于人工神经网络的铣削加工变形预测模型

陈伟， 杨平平

2010, 31(8):  1130-1132.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.024

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初速或然误差是发射药的重要弹道性能指标，它的大小影响发射药内弹道性能的稳定性和再现性。为了分析身管对某发射药初速或然误差的影响，依据已经获得的该发射药初速或然误差的大量试验数据，利用数理统计方法对不同身管试验所得的结果分别进行了正态性检验、异常性检验和一致性检验。检验结果表明：试验数据呈正态分布、样本值均无异常值、样本总体方差相等而均值差有显著差异。得出了不同身管对发射药初速或然误差有显著影响的结论。可见，身管质量的一致性是影响发射药初速或然误差的因素之一。

身管对某发射药初速或然误差影响分析

胡健， 马大为， 程向红， 周百令

2010, 31(8):  1134-1133.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2010.08.025

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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。