空间引力波探测无拖曳技术现状与趋势

航天器无拖曳控制是实现引力波空间探测科学平台超静超稳运行的核心关键技术之一。目前,国内外各研究机构对航天器系统的动力学与控制进行了深入研究,并针对不同的探测频段需求提出了不同的探测任务。根据探测任务进行了航天器编队设计与控制的详细介绍和分析,对涉及的无拖曳与姿态控制、高精度惯性传感器与执行机构等原理和理论方法进行了深入的剖析。针对现已开展的空间引力波探测无拖曳航天器在轨飞行的演示验证整体情况进行详述和分析。在此基础上,提出后续开展相关研究中亟待解决的关键问题,指出未来无拖曳航天器系统动力学与控制的研究热点和趋势。     

激波/湍流边界层干扰中的自适应控制技术

从激波/湍流边界层干扰机理以及流动控制的迫切需求入手,从自适应涡流发生器、自适应鼓包、自适应微射流以及自适应次流循环四个方面对激波/湍流边界层干扰中的自适应控制技术研究进展进行了总结。分析认为,结合AI技术发展自适应流动控制技术,加速控制方式智能化,可作为新一代高超声速飞行器宽速域飞行的重要技术手段。具体来说,就是通过调节外加激励对高超声速飞行器不同区域实现局部流动加/减速、气动热防护、气动控制等功能,根据流场参数建立控制反馈回路,自适应调整局部流场结构,以满足工程实际需求。     

基于目标散射的双基地雷达多假目标干扰技术

双基地雷达系统采用发射站与接收站分置的工作模式,所以传统干扰方法的干扰信号难以到达双基地雷达接收站。针对双基地雷达工作特点,提出了基于目标散射的多假目标干扰模型,有效解决了传统干扰方法的干扰信号不能到达双基地雷达接收站的难题,并基于DRFM技术,研究了运用卷积调制产生多假目标的方法,从而对双基地雷达形成有效的多假目标干扰。理论分析和仿真实验证明了方法的可行性、有效性。     

无动力运载器出水过程误差分析

无动力运载器在出水过程中受海浪的扰动作用,运动参数会产生一定的偏差。针对海浪随机性的特点,应用波能谱理论,在P-M谱基础上构建了随机海浪模型,并使用四元数法建立运载器水弹道数学模型,解决了运载器垂直出水姿态角存在的奇异性问题,通过采用二元切片法给出波浪力的计算公式。最终在Matlab/Simulink仿真工具箱下建立了运载器仿真模型,就不同海况与主浪向角影响下运载器出水的运动参数偏差进行了仿真计算,分析了其变化规律。仿真结果表明,运载器在4级海况以下各项运动参数都满足出水要求,对运载器的设计与使用具有一定的参考意义。     

饱和多孔热弹体界面SV波反射的松弛效应

在Biot波动理论及饱和多孔热弹性波动理论基础上,引入三个松弛因子,建立了广义饱和多孔热弹性波动理论。通过对SV波在界面上的反射问题进行分析,得到了p1、p2、T及S波反射系数表达式,并利用算例对比分析了基于广义饱和多孔热弹性波动理论(G-TE)与L-S、G-L热弹性波动理论的SV波界面上反射系数的差异,讨论了松弛因子对反射系数的影响。结果表明:G-TE理论、L-S理论、G-L理论模型对p1、p2、S波反射幅值计算结果有较大的影响,且影响规律各不相同。松弛因子对p2波的影响较大,对p1波和S波的影响较小。     

MEMS磁力线聚集和垂动调制磁场传感器

针对巨磁阻和磁隧道结等磁阻元件的1/f噪声,提出一种采用微机电系统的磁力线聚集和垂动调制磁场传感器。通过将被测磁场从低频转移到几kHz,实现对磁场的DC/AC转化,从而减小了磁阻元件的1/f噪声。基于该方案采用多层膜巨磁阻元件AA002制作了磁场传感器样品,并进行了实验测试,结果表明:磁传感器样品的调制效率达到了19.3%,超过了已有的其他各种调制方案,同时低频磁场的探测能力达到槡120pT/Hz,相比巨磁阻元件AA002提高了40多倍。     

多进制多维信号集信道容量分析及其计算

描述了信道容量的一般概念 ,具体就波形信道 ,连续信道及离散输入连续输出无记忆信道进行了分析 ,分别导出了它们的信道容量公式。结合几种常见的多进制多维调制技术MPSK、MQAM、L正交信号及其星座分析 ,给出了它们信道容量的Monte Carlo模拟以及数值积分模拟 ,同时分析了由于信号集扩展而带来的编码增益     

Modeling of the whole process of shock wave overpressure of free-field air explosion

The waveform of the explosion shock wave under free-field air explosion is an extremely complex problem. It is generally considered that the waveform consists of overpressure peak, positive pressure zone and negative pressure zone. Most of current practice usually considers only the positive pressure. Many empirical relations are available to predict overpressure peak, the positive pressure action time and pressure decay law. However, there are few models that can predict the whole waveform. The whole process of explosion shock wave overpressure, which was expressed as the product of the three factor functions of peak, attenuation and oscillation, was proposed in the present work. According to the principle of explosion similarity, the scaled parameters were introduced and the empirical formula was absorbed to form a mathematical model of shock wave overpressure. Parametric numerical simulations of free-field air explosions were conducted. By experimental verification of the AUTODYN numerical method and comparing the analytical and simulated curves, the model is proved to be accurate to calculate the shock wave overpressure under free-field air explosion. In addition, through the model the shock wave overpressure at different time and distance can be displayed in three dimensions. The model makes the time needed for theoretical calculation much less than that for numerical simulation.     

浅海舰船地震波场仿真中的边界处理

为解决舰船地震波场数值仿真中的边界反射问题,结合浅海传播环境特征和舰船地震波激发机理,提出边界处理算法。采用交错网格有限差分法对一阶速度-应力方程进行数值离散;采用应力镜像法处理海水和空气的自由表面,采用分裂式完全匹配层法处理区域边界;将该模型应用于平行海底近场、远场以及倾斜海底的波场仿真算例中。仿真结果表明:加入边界处理后,自由表面的吸收和区域边界的反射有效减少,波场特征清晰,该算法符合浅海舰船地震波场数值仿真的边界处理要求。     

二次相位误差对FMCW SAR成像质量的影响

调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)是一种新近提出来的成像雷达体制,在FMCW SAR成像中,相位误差是成像质量下降的主要原因,必须对相位误差进行消除.首先建立了存在二次相位误差的FMCW SAR的信号模型,然后分析了二次相位误差对成像质量的影响,提出了一种补偿二次相位误差的方法.此方法与存在二次相位误差时的成像结果相比较,有效地消除了二次相位误差的影响,成像质量大为提高.