例析新疆民俗数学与课程资源开发

新疆民俗数学是新疆各少数民族在长期的发展过程中,通过其独特的生产和生活方式创造、积累和传承下来的,具有鲜明民族特色和宗教内涵的数学文化以及独特的数学思想和思维方式.对于民俗数学的研究,一方面是通过对这些集数学知识与传统文化于一体的“文化载体”的搜集、整理和分析,以实现保护和传承之目的;另一方面则关注民俗数学研究成果的教育学转化,在充分考虑新疆少数民族儿童数学认知思维特征以及数学双语教学原则、方法等的基础上,通过实现民俗数学的“课程化”,以弥补当前新疆少数民地区以“主流文化”为主导的数学课程对少数民族传统文化的“缺失”,进而推进本地区基础教育课程改革和数学教育质量的提升.文章以新疆清真寺砖饰中的几何纹饰为例,就上述两方面的问题进行了论证.     

基于改进 Gerstner 波的岛礁近岸波浪实时仿真?

为了实现岛礁附近波浪实时仿真,结合 Gerstner 波和水波动力学知识,提出了一种能够模拟波浪卷曲和折射绕射现象的波浪建模与绘制方法。首先,建立 Gerstner 波参数随水深变化关系,构建模拟波浪卷曲过程的几何模型;然后,定义岛礁地形对波浪传播的阻障和遮挡系数,并据此修正波浪传播的波向和波高,实现折射和绕射现象的仿真;最后,应用着色器缓存技术完成计算的硬件加速,并构建了基于视点的波浪传播多分辨率绘制策略。实验结果表明,该方法对波浪的卷曲和折射绕射现象取得了较好的仿真效果,绘制效率能够满足实时性要求。     

战车火控系统目标角速度测量误差分析

目标角速度测量误差是严重影响解命中问题解算结果的重要的输入误差。通过目标角速度测量误差的理论分析,证明目标角速度测量技术方案的不合理,是形成角速度粗大测量误差的主要原因。火控系统向目标自动跟踪式方向的发展及非线性滤波器在目标信息处理中的应用,是提高目标运动状态估计精度的重要技术途径。     

考虑后大架铰接间隙的火炮动力学特性仿真

针对某型火炮大修时,普遍存在后大架连接孔明显增大的现实问题,基于ADAMS软件和接触变形模型,研究了参数化含间隙机械式销-孔连接铰的建模方法,建立了考虑后大架铰接间隙的参数化火炮虚拟样机并进行了VVA验证。基于该模型仿真分析了发射时后大架铰接间隙对炮口扰动和铰接接触力的影响,研究了左右大架不同间隙水平对炮口扰动的交互影响。研究结果表明:后大架间隙的增大恶化了铰链间的受力,增大了火炮的横向散布,但对纵向散布影响较小。     

舰艇感应磁场补偿多目标优化设计方法研究

针对现有单一目标优化存在的多目标无法兼顾导致非优化目标劣化的问题,提出了基于差异进化算法的多目标优化设计方法。首先,建立了以上方峰值最小、下方峰值最小、下方磁场梯度最小为目标的消磁绕组来调整多目标函数;然后,分别完成了以上、下方峰值同时最小,上、下方峰值及下方磁场均方根值同时最小为控制目标的设计验证。结果表明:该方法能快速得到满足不同战术指标的消磁绕组电流配置,供决策者按照自己的意图从中选择适合实际需要的满意方案。     

130 nm加固SOI工艺的抗辐射控制芯片设计

针对航天电子系统控制模块对集成电路的抗辐射需求,在130 nm部分耗尽绝缘体上硅(Silicon-On-Insulator,SOI)工艺平台上设计了一款基于比例、积分、微分控制算法的控制芯片,并分别从晶圆材料、制备工艺、版图设计的角度对芯片进行了总剂量辐射加固。流片测试结果表明,芯片的调节精度达到了5×10~(-12),与进口抗辐射现场可编程门阵列水平相当;在长时间频率稳定度方面,芯片优于国外抗辐射现场可编程门阵列。对芯片进行的模拟辐照试验表明,芯片在300 krad(Si)的总剂量辐照条件下依然可以正常工作。     

SINS/DVL/AST水下组合导航中的鲁棒信息融合方法

捷联式惯导系统由于自主性强等优势成为自主式水下航行器长航时、长航程导航的主要手段。针对水下环境中外部多导航传感器如多普勒计程仪提供的测速信息和水声单应答器提供的位置信息容易受到非高斯噪声污染的问题,提出基于马氏距离算法的联邦鲁棒卡尔曼滤波算法。在联邦鲁棒卡尔曼滤波算法中,通过马氏距离算法引入膨胀因子,对量测噪声协方差阵进行膨胀,以实现非高斯条件下水下组合导航系统鲁棒性的提升。同时基于子滤波器的滤波性能对信息分配系数进行自适应调整以确保水下组合导航系统的高精度。基于江试试验实测数据进行水下组合导航半物理仿真试验,试验结果表明:相比于传统的联邦卡尔曼滤波算法,联邦鲁棒卡尔曼滤波算法可在非高斯条件下实现更高精度、更加稳定的组合导航;能够满足水下组合导航系统对容错性和鲁棒性的要求。     

考虑弹体动态特性的非奇异有限时间制导律

为满足导弹拦截机动目标时交会角约束和有限时间收敛的需求,建立了考虑弹体一阶动态特性的制导模型。把目标加速度视为有界外界干扰,同时结合非线性反步设计法中的动态面法,设计一种考虑弹体动态延迟的非奇异滑模制导律,并且证明了基于Lyapunov稳定性理论制导系统状态可渐进收敛到零。在所设计的制导律下,对单侧机动的低空高速目标进行仿真。仿真结果表明所设计的非奇异制导律可以有效降低弹体动态延迟带来的影响,而且具有较低的脱靶量与交会角误差;与考虑弹体动态特性和交会角约束的最优导引律相比,其具有更高的制导精度。     

均匀设计法在建立PELE爆裂效应关系模型中的应用

为了研究钢壳体PELE爆裂效应与影响因素之间的数学关系,对钢壳体PELE侵彻钢板进行了数值仿真和试验。采用均匀设计法设计仿真工况,将仿真结果进行回归分析,得出爆裂效应与影响因素之间的数学关系式,实弹侵彻实验结果与仿真结果基本吻合。研究表明,影响因素均与壳体爆裂长度成非线性关系,增大靶板厚度、弹芯长度和着速或减小壳体厚度均有利于提高钢壳体的爆裂效应。相关结论为PELE的工程设计和应用提供了理论基础。