建立一类挠性航天器的动力学模型及面向控制的仿真环境

对于一类具有一个中心刚体和两块对称安装的太阳帆板的挠性航天器,针对其帆板较长、弹性位移较大,导致根据文献[2]直接建立的模型不准的问题,提出将弹性帆板分段处理的方法,分别引入浮动坐标系,建立系统的动力学仿真模型。并将针对整体模型设计的控制规律作用于该模型,进行了数值仿真。仿真结果表明,对于大变形情况,分段处理的方法十分有效。     

高超声速飞行器BTT耦合控制策略研究

针对高超声速飞行器倾侧转弯（BTT）过程中俯仰、偏航和滚动通道间的强烈耦合,提出一种耦合控制策略。首先,针对高超声速飞行器快时变、非线性和强不确定性的控制问题,基于解析形式的非线性最优预测控制方法,采用分层设计思想设计了飞行器姿态控制系统,可较好满足高超声速飞行器的快速性要求。然后,在分析了BTT飞行控制过程主要影响因素及其影响规律的基础上,提出了一种“先降低攻角—然后快速滚转—再拉起攻角”的耦合控制策略。最后,对该控制策略对于高超声速飞行器的适用性进行了仿真分析。结果表明：本文提出的耦合控制策略,有效降低了偏航通道的控制需求,降低了BTT控制过程的失控风险,提高了控制系统的可靠性。     

面对称弹丸弹道运动方程组的建立

依据外弹道学基本理论 ,针对巡航导弹模拟弹关键技术研究的理论需要 ,提出了面对称弹丸运动方程的应用需求。由于面对称弹丸有滚转 ,使其对称面与攻角平面不重合 ,其运动方程更为复杂 ,推导了面对称弹丸的弹道运动方程 ,解决了巡航导弹模拟弹的弹道精确计算问题。     

Experimental investigation on anti-penetration performance of polyurea-coated ASTM1045 steel plate subjected to projectile impact

In this study, the anti-penetration performance of polyurea/ASTM1405-steel composite plate subjected to high velocity projectile was analyzed. Two kinds of modified polyurea material (AMMT-053 and AMMT-055) were selected and a ballistic impact testing system including speed measuring target system and high-speed camera was designed. This experiment was conducted with a rifle and 5.8 mm projectile to explore the effects by the polyurea coating thickness, the polyurea coating position and the glass-fiber cloth on the anti-penetration performance of polyurea/ASTM1405-steel composite plate. The result showed that the effects of polyurea coating position were different between two types of polyurea, and that the effects of glass-fiber position were disparate between two types of polyurea as well. For AMMT-053 polyurea material, it was better to be on front face than on rear face; whereas for AMMT-055 pol-yurea, it was better to be on rear surface although the difference was very subtle. Additionally, formulas had been given to describe the relationship between the effectiveness of polyurea and the thickness of polyurea coating. In general, AMMT-055 had better anti-penetration performance than AMMT-053. Furthermore, five typical damage modes including self-healing, crack, local bulge, spallation and local fragmentation were defined and the failure mechanism was analyzed with the results of SHPB test. Additionally, the bonding strength played an important role in the anti-penetration performance of polyurea/steel composite plate.     

基于运动一致性的视频对象分割方法研究

视频运动对象检测和分割是图像处理中最具挑战性的问题之一。针对目前大部分分割算法相当复杂而且计算量大的问题,提出了一种基于运动一致性的视频对象分割方法。该方法从MPEG压缩码流中提取运动矢量场来分割视频对象,首先对运动矢量场进行滤波和校正,然后进行全局运动补偿得到对象的绝对运动矢量场,最后采用K-means聚类算法对运动矢量场进行聚类分析从而分割出感兴趣的视频运动对象。MPEG标准测试序列的试验结果证明,该方法是有效的。     

钢筋混凝土外粘钢板结构裂缝的有限元数值模拟

随着高技术武器的不断发展,防护工程正面临着前所未有的威胁和挑战,新型防护结构及材料已经成为研究的热点。针对这一实际背景,运用ANSYS大型有限元软件,采用数值模拟的方法对普通钢筋混凝土结构和外粘钢板混凝土结构在相同均布面荷载作用下的变形、钢筋应力以及结构裂缝的开展情况进行了比较。结果表明外粘钢板的钢筋混凝土结构能够大大增强结构的抗力,并且有效的抑制了裂缝的开展。     

尾流模拟火箭弹空中弹道对模拟尾流生成区域的影响

为了研究尾流模拟火箭弹的空中弹道特性对模拟尾流区域的影响,建立火箭弹质点外弹道模型、阻力板和发动机空间运动微分方程以及连接绳的受力模型,得到火箭弹无控飞行、空中转向、空中分离至爆索展开入水全过程的空间运动微分方程。对尾流模拟火箭弹全程弹道进行仿真分析,着重分析不同初始射击诸元对爆索空中弹道的影响,探究初始发射角、脉冲发动机的喷管数量、点火时间以及火箭弹空中分离时间对模拟尾流生成区域的影响。仿真结果表明：初始发射角为15°时火箭弹射程和最大射高相对比较合理;火箭弹空中转向角度依赖于脉冲发动机总冲量,与点火时刻无关;空中分离时刻对爆索入水发泡区域影响不太明显,在满足转向要求和发泡区域要求的情况下应该尽早完成空中转向和分离。     

视频监视前景图像估计的盲源提取方法

在视频图像运动检测的背景消减方法中,场景图像或帧可建模为前景图像和背景图像的叠加或线性混合。然而,实际中图像的背景和前景往往相关,常用的主成分分析和独立分量分析等方法难以实现准确提取。为此,将视频图像的前景提取建模为盲源提取问题,提出了一种基于均方交叉预测误差的盲源提取方法,可以从相关的源视频图像中提取期望的前景图像,并将该方法扩展应用于基于基本模型和特征背景模型的背景消减方案中。基于人工和实际视频的实验验证了盲源提取背景消减方法的可行性和有效性。     

LaB6空心阴极中毒特性

LaB_6阴极与其他类型阴极相比具有电子发射电流密度大等优点,已广泛用于电推进、高发射密度电子枪等产品。为了研究LaB_6空心阴极中毒特性、识别LaB_6空心阴极主要失效模式,分别对LaB_6空心阴极暴露大气后性能变化特征和引起性能变化的原因进行了研究。结果表明:LaB_6空心阴极在暴露大气后表面吸附大量中毒气体,出现了发射体表面逸出功增加、发射体短期中毒现象。此时空心阴极的放电电压和阴极顶温度均有所上升,经过短期工作后放电电压和阴极顶温度均恢复初始状态。但LaB_6空心阴极严重中毒后,并不能通过加热和离子轰击方式去除表面生成的氧化物。因此,可以在实验过程中通过监测空心阴极的阴极顶温度和阳极电压变化间接表征空心阴极发射体状态。     

面向移动单摄像机的多目标跟踪算法

针对移动单摄像机采集的视频序列中的运动多目标,重点研究了基于目标间的相对运动信息和数据关联策略的在线多目标自动跟踪器。利用目标间相对运动模型实现目标轨迹的恢复,减少目标轨迹碎片。运用事件匹配算法改进当前帧的检测响应与过去轨迹的分配,并降低跟踪过程中的目标身份转换次数。实验结果表明:该改进算法较原算法能够对序列中目标跟踪定位得更加精确,减少了轨迹碎片和身份转换次听语音 聊科研与作者互动数,在TUD-Campus序列上达到了与国际前沿多目标跟踪算法相当的效果。