基于两阶段算法的半潜维修船功能舱室布局

以维修舱空间、舱室邻接、舱室全局位置三个指标为目标函数,以满足高初稳性要求、保证船舶浮态等为约束条件,建立技术可行前提下半潜维修船功能舱室布局优化模型。通过设计贪婪取走启发式算法与规划求解相结合的两阶段算法,实现对模型的求解。以载重为5×10~4 t的半潜船体为载体进行设计,得到半潜维修船功能舱室优化布局方案。随着维修设备质量系数的增加,可行的布局方案数呈上升趋势。该方法可提高半潜维修船在功能舱室布局过程中决策的科学性。     

基于区域分割的快速KNN定位算法

针对位置指纹定位算法指纹匹配效率低、定位实时性差等问题,基于传统的K最近邻思想提出一种区域分割的方法。该算法在指纹匹配阶段根据区域分割的思想,逐步缩小对目标点的定位区域范围,选取该范围内所有的参考点作为待匹配的指纹,利用KNN算法进行最终的位置估计,实现目标的快速定位。这样的过程大幅度减小了KNN算法的指纹匹配功耗,使其能应用在较大的指纹数据库中。仿真实验结果表明,该算法在保证定位精度的情况下,定位的速度明显快于传统的KNN定位算法。     

地形作战性能分析数据模型建模

针对目前军用地形图数据模型不利于地形作战性能分析的缺点,提出了一种适合于地形作战性能分析的数据模型建模流程,详述了该流程中的地形作战性能概念模型、逻辑模型和物理模型的具体建模过程。通过试验证明,建立的地形作战性能分析数据模型与军用地形图数据模型相比,能够直接体现地形的作战应用特性,在执行地形分析功能过程中,数据处理简单,耗时少,效率得到提升。     

引入攻防树思想的“软目标”恐怖袭击风险建模

为评估"软目标"恐怖袭击风险,提高"软目标"防恐安全性,以供反恐部门决策参考,设计了一种基于攻防树的"软目标"恐怖袭击风险评估模型。针对不同的袭击方式和防御策略,构建了各类攻击结点和防御结点,对两类结点的动态交互影响因素进行了参数设定,生成了攻击防御树,引入了攻击回报(ROA)、防御回报(ROD)的概念,通过计算各场景下遇袭概率、攻防成本、攻防回报值,对有安检区域和无安检区域的人群遇袭风险进行了仿真、评估和比较。仿真结果表明,要降低"软目标"恐怖袭击风险,需要提高防御措施效率。在无安检区域实施有效的人防、物防、技防策略,可显著降低遇袭风险。     

分布式综合化航空电子网络拓扑优化技术

针对分布式综合化(DIMA)架构下实时动态消息流和网络资源能力,优化航空数据和通信网络(ADCN)拓扑问题,提出一种基于业务拓扑、网络拓扑以及延迟、线缆约束下的多目标网络拓扑优化算法。该算法能够基于驻留任务的信号、逻辑连接、物理连接关系,在资源约束下优化机载网络拓扑。算法通过组合优化方法计算折中全局最优解集(Pareto最优)。对于大规模机载网络架构优化,为了减少计算规模和提高计算时间,又提出一种预计算路径算法。算法通过类A320机载网络拓扑场景和类A380机载网络拓扑场景进行验证。结果表明,相比手动功能映射和网络拓扑优化设计,优化效率能提高10%～30%。     

复杂装备动态组合维修优化模型研究

对于部件之间存在经济相关性的复杂装备,组合维修能提高维修效率并节省维修费用。传统的固定组合维修决策模型是基于无限使用期的,往往忽略了实际维修中某段时间内可能出现的维修信息的改变,比如部件的故障规律发生变化,意外的维修机会等。针对采取定期维修工作的复杂装备,建立以系统维修费用为目标函数,系统可用度为约束的动态组合维修决策模型,将维修信息的变化进行分析,并用滚动时域的方法对模型进行维修优化。最后,通过算例验证了动态组合维修模型的有效性。     

碳纤维/双马来酰亚胺复合材料修复性能

为了得到碳纤维/双马来酰亚胺复合材料最佳修复效果,采用碳纤维/环氧复合材料和环氧胶膜作为修复材料,对带Φ15 mm和Φ5 mm预制孔碳纤维/双马来酰亚胺复合材料进行单面贴补、双面贴补和单面阶梯挖补修复。研究了补片长度、厚度和铺层顺序对修复效果的影响,并结合修复试样的拉伸断裂模式,优化了修复参数。结果表明:补片边缘母板中存在的应力集中和厚度方向拉伸应力是导致母板断裂的关键原因;双面贴补修复试样拉伸强度能恢复到完好试样的90%以上,单面贴补和阶梯挖补修复试样拉伸强度能恢复到完好试样的80%以上。     

基于3D打印的可移植人体外耳支架关键技术研究*

耳廓缺损是临床常见疾病,使用患者自体肋软骨雕刻为耳支架并植入缺损耳皮下是目前的主要治疗方法。该方法对手术者提出很高的技术要求,雕刻的外耳支架无法精确还原患者耳廓形状,同时肋软骨的切除会对患者带来并发症。本文探索使用医用硅胶制作患者个体外耳支架的关键技术,使用CT和逆向建模技术得到对应患者个体的外耳数字模型,利用3D打印技术制造人体外耳支架模具,并使用医用硅胶MED 4735完成人体外耳支架的制作成型。动物实验验证了其生物相容性,证明了该方法的可行性。通过该技术制作的硅胶人体外耳支架可以高度模仿患者特定的耳廓形状,支架精度高,制造周期短,无生物排异,可为替代肋软骨雕刻人体外耳支架进行耳廓缺损治疗提供依据。     

动态滑翔运动建模、机理分析与航迹优化

信天翁凭借动态滑翔的飞行技巧从梯度风中获取能量,从而在几乎不拍翅膀的情况下进行长时间、长距离飞行,这种技巧应用于小型无人机上可拓展其完成任务的能力。基于飞行器动力学对梯度风场中的无人机运动方程进行推导和简化处理;利用简化的运动方程,分别从非惯性参考系中的动能定理和机械能变化的角度,对动态滑翔获取能量的机理进行分析;利用微分平坦法,以最小平均控制输入变化率为目标函数,对徘徊模式和平移模式的动态滑翔航迹进行优化计算。分析结果表明:逆风爬升、顺风下滑是动态滑翔基本获能方式。优化结果表明:控制输入变得更加平滑,甚至出现阶段性的常值,使得控制更加简化;徘徊模式下,当风梯度作为决策变量时,优化过程可在[0,0.5 s-1]的区间上找到使得目标函数值最小的风梯度;平移模式下,目标函数值在该区间上单调递减。     

高动态GNSS信号多普勒模拟任意阶直接数字合成器设计

为高精度模拟高动态条件下GNSS信号的多普勒特性,提出一种任意阶直接数字合成信号合成器的设计方法。设计任意阶直接数字合成信号合成器的结构;通过理论分析,推导各级累加器相位初值的计算公式;给出字长选择方法。经仿真验证,该方法能精确模拟GNSS信号的多普勒特性。此外,提出的直接数字合成器设计方法不受阶数的限制,可普遍应用于各类信号模拟器的设计。