舰空导弹设计方案评价

舰空导弹设计方案评价是一项复杂的系统工程。因其涉及到的因素众多,有些因素易于量化,有些因素难以量化,往往给决策者带来诸多困难。在建立舰空导弹设计方案评价指标体系的基础上,采用熵权法和理想点法相结合的方法对舰空导弹设计方案评价问题进行研究,以期降低决策的主观随意性,使决策更加科学合理。     

考虑CCD噪声条件下的编码曝光最优码字搜索方法

编码曝光技术将病态的运动模糊图像复原问题转化为良态问题,寻找最优码字是编码曝光技术的关键。面向实用化目的,提出了一种考虑CCD传感器噪声的编码曝光相机最优码字搜索方法。基于仿射噪声模型对图像成像过程中的噪声成分进行了系统分析,首次从理论上分析了Raskar码字选取依据并基于复原图像信噪比增益提出了光子噪声对最优码字构造影响的解析表达式。在对实际编码曝光相机进行噪声标定的基础上,提出了最优码字搜索的准则并构造出适应度函数,采用遗传算法进行优化搜索得到最优码字。仿真图像和真实图像的复原结果证实了该方法的有效性,复原图像信噪比得到有效的提高。     

基于模糊商空间理论的产品粒化过程分析

模块形成与划分是展开模块化设计及大规模定制生产的关键环节。为了进一步扩展产品模块化的定量分析手段,提出了一种基于模糊商空间理论的产品粒化方法。通过引入粒度计算,将基于相关性分析的产品模块化过程转化为基于粒度计算的产品粒化过程,并应用模糊商空间理论对其进行了分析,给出了基于归一化距离和综合模糊相似关系的产品粒度空间构建方法,建立了基于两阶段优化算法的最佳产品粒层确定流程,进而得到了最优模块划分方案,最后以某堆垛机货叉机构为例对该方法进行了有效性验证。此方法为产品模块聚类与优化提供了一种新的数值分析和评价手段,应用结果表明该方法具有一定的可行性和合理性,能够有效指导产品模块化过程的实施。     

基于分段连续推力的中途修正方法(英文)

基于小偏差理论,对无摄三体动力学方程沿标称轨道线性化,推导了三体动力模型的误差线性模型。在此基础上,进一步利用该最优控制方法推导了转移轨道周期内的连续小推力控制方案,验证了控制加速度及状态量的收敛。同时针对整周期控制方式在超调后状态量收敛速度慢的问题,通过分段连续推力控制模式(Segm en ta l Con tinuous T hrust Con tro l,SCTC)来近似瞬时脉冲推力控制模式,并给出了最短分段控制时间的计算方法。实验表明,SCTC模式加快了轨道状态的收敛速度。对于km级入轨偏差,通过1次控制即可使实际轨道收敛至标称轨道。     

自动武器谱系模块划分算法的研究与应用

根据新产品快速设计要求,必须利用模块化方法提高设计知识的重用率和可重构性,针对某些特殊机械类产品,在保证模块接口的几何尺寸装配外,其模块的通用还需满足十分严格的技术指标条件,必须结合其物理性能分析评估进行合理分划,并考虑在特定的产品谱系平台上实现模块的通用化。将谱系法规应用于自动武器模块化设计,提出两种实用的模块划分算法,即参照点谱系模块划分和模式法谱系模块划分方法;并利用模式法思想进行模块分划,首先根据能量流物理效应,将其划分为初始模块集合,再构造相关性矩阵,对其中复杂部件的模块划分进行验算,实践结果验证了该模块划分算法的正确性与可行性,对其他机械产品具有普适意义。     

基于气动-弹道一体化模型的飞行器外形优化设计

为提升飞行器气动外形优化设计效果,研究了新型飞行器在大空域、宽速域范围的气动适应性问题,提出一种基于气动-弹道一体化模型的外形优化设计方法。通过考虑气动和弹道的耦合作用,综合利用类型函数/形状函数转换技术、气动工程估算方法和Radau伪谱法,建立飞行器气动-弹道一体化模型。基于该模型,通过明确优化目标和约束条件,给出基于Kriging的气动外形优化方法,实现在多参数约束条件下的飞行器气动外形高效全局优化。以升力体构型飞行器为例,开展气动外形优化设计,结果表明该方法能较好地描述大空域、宽速域的气动和弹道特征,有效提升飞行器气动外形设计精度和水平,可为新型飞行器总体设计提供技术支撑。     

Equity in genetic newborn screening

State‐level newborn screening allows for early treatment of genetic disorders, which can substantially improve health outcomes for newborns. As the cost of genetic testing decreases, it is becoming an essential part of newborn screening. A genetic disorder can be caused by many mutation variants; therefore, an important decision is to determine which variants to search for (ie, the panel design), under a testing budget. The frequency of variants that cause a disorder and the incidence of the disorder vary by racial/ethnic group. Consequently, it is important to consider equity issues in panel design, so as to reduce disparities among different groups. We study the panel design problem using cystic fibrosis (CF) as a model disorder, considering the trade‐offs between equity and accuracy, under a limited budget. Most states use a genetic test in their CF screening protocol, but panel designs vary, and, due to cost, no state's panel includes all CF‐causing variants. We develop models that design equitable genetic testing panels, and compare them with panels that maximize sensitivity in the general population. Our case study, based on realistic CF data, highlights the value of equitable panels and provides important insight for newborn screening practices.     

高空气球外形计算及通用算法设计

高空气球为临近空间中的研究提供了可靠的低成本平台。目前高空气球球形一般直接采用"自然形"或以"自然形"为基础,但通用、简捷地求解"自然形"外形方程一直是个难点。将"自然形"气球外形求解问题转化为最优控制问题,利用最优控制领域成熟的求解工具——高斯伪谱法最优化软件包计算气球外形。此外,通过分析外形数据得到外形变化规律,设计通用算法求解任意球形控制因子、任意高度的"自然形"气球外形。结果显示,该算法无须调参便可计算所需的"自然形"球形,便于科研人员快速获得大量所需     

重力势能锁止型外骨骼设计及其效能评价

现存的被动式外骨骼存在助力效果不明显等缺陷。基于人体步态特征,提出了将人体行走过程中的重力势能转化为人体抬腿过程中动能的原理,通过弹簧、曲柄滑块机构、棘轮棘爪机构以及链传动机构的组合,设计了一款被动式下肢机械外骨骼,并通过外骨骼动力学分析和生理消耗指数实验测试的方法进行了外骨骼性能评价。动力学分析结果表明,穿戴外骨骼后髋关节峰力矩总量降低了23.43%,髋关节做功总量降低了30.59%,初步验证了外骨骼的有效性。生理消耗指数实验测试结果表明, 穿戴外骨骼对于短距离动作转换未产生显著效果,但在长距离行走和上坡行走中分别降低了8.1%和10.4%的能量消耗。因此,该下肢外骨骼助力性能得到了验证,为相关领域的研究提供了实例化参考。     

Prediction of three-dimensional elastic behavior of filament-wound composites based on the bridging model

This work provides a method to predict the three-dimensional equivalent elastic properties of the filament-wound composites based on the multi-scale homogenization principle.In the meso-scale,a representative volume element(RVE)is defined and the bridging model is adopted to establish a theoretical predictive model for its three-dimensional equivalent elastic constants.The results obtained through this method for the previous experimental model are compared with the ones gained respec-tively by experiments and classical laminate theory to verify the reliability of this model.In addition,the effects of some winding parameters,such as winding angle,on the equivalent elastic behavior of the filament-wound composites are analyzed.The rules gained can provide a theoretical reference for the optimum design of filament-wound composites.