基于激光雷达的火箭推进剂加注机器人姿态估计研究

针对运载火箭发射中燃料推进剂加注环节中的自动对接需求,提出了一种基于单线激光雷达识别人工信标的姿态估计算法。通过电机带动二维激光雷达旋转,采集环境三维点云信息,通过所提算法从中识别出具有特殊几何形状的目标板来确定加注机器人与箭体活门之间的相对姿态,并实现机器人基于人工信标的姿态估计。最后通过实验验证了所提算法的可靠性与准确性。     

Integration of the effects of airborne chlorides into reliability-based durability design of reinforced concrete structures in a marine environment

In this paper, the hazard curve associated with airborne chlorides in a marine environment and the computational procedure to obtain the probability of occurrence of corrosion cracking in reinforced concrete (RC) structures are presented. A method for integration of the effects of airborne chloride into reliability-based durability design of RC structures in a marine environment is proposed. By using this method, it is possible to determine the probability of corrosion cracking due to airborne chlorides, regardless of region, distance from coastline, and the properties of the concrete controlled by the water to cement ratio.     

空降车着陆缓冲过程结构强度分析方法研究

为了研究空降车着陆缓冲过程中的结构强度,采用有限元方法建立了车体-气囊有限元模型,在两种工况下进行仿真计算,获得最大加速度结果,并将有限元仿真与加速度试验结果对比。仿真结果能准确反映空降车着陆缓冲过程,车体冲击加速度满足着陆缓冲过程的要求。进一步得到了正常着陆工况和恶劣着陆工况下车体的应力分布情况,结果表明,车体最大Von Mises应力小于材料的抗拉强度,车体的结构强度满足设计要求。     

使用航空深弹驱赶潜艇建模与仿真

非战争时期,驱赶可疑潜艇是航空深弹的主要作战任务,也是其自身特点和优势体现.首先,在分析驱赶潜艇作战原则的基础上,利用航空深弹爆炸威力模型和潜艇壳体抗冲击模型,给出了深弹起爆时距离目标的安全半径和最大有效半径;然后,根据投弹散布模型和目标定位模型,提出了驱赶潜艇目标的投弹瞄准点位置,通过权衡完成驱赶目标任务概率和对目标潜艇造成毁伤的概率,确定投弹瞄准点.最后,针对声纳系统和磁探仪的不同目标定位条件,仿真分析了具体算例.仿真结果表明,较高的投弹精度和水下目标定位精度能更好地控制作战效果.     

机载摆扫式光谱仪高转速三面摆镜设计与优化

为满足机载摆扫式光谱仪在25Hz扫描频率下工作的要求,设计了具有三面反射镜的摆镜结构。首先,计算镜面反射区域面积与旋转轴偏离量的关系,通过比较摆镜布置不同数目反射镜时的性能,设计了围绕旋转轴布置三面反射镜的摆镜结构形式,通过600r/min的转速即可完成每分钟1 800次的高频摆扫;同时采用匀速摆扫的运动方式,降低了摆镜的控制难度,提高了系统的稳定性。然后,采用拓扑优化、集成优化等方法对摆镜结构进行了优化,摆镜最终质量为5.28kg,轻量化率达到58%。最后,通过有限元仿真计算得到:摆镜在机载平台600r/min转速离心力与1 g重力的作用下,面型精度RMS值优于λ/20,基频达到1 199Hz,具有较高的力学稳定性,满足机载摆扫式光谱仪的高扫描频率要求。     

差分吸收NO_2激光雷达波长漂移和能量波动对浓度反演的影响

为评估差分吸收二氧化氮激光雷达中激光器的稳定性对反演浓度的影响,以NO_2的吸收谱和激光雷达方程为基础,分析了波长漂移和能量波动对距离分辨差分吸收激光雷达浓度反演带来的相对误差。采用两台Nd:YAG激光器的354.7nm波长分别泵浦两台染料激光器的方式,产生差分吸收探测所需的两个波长λon(448.10nm)和λoff(446.80nm),搭建探测大气NO_2实验系统,并就波长漂移和能量波动对NO_2浓度反演影响进行了实验验证。实验结果表明:在没有稳频条件下,当λon和λoff波长漂移≤0.005nm时,引起的浓度相对误差为≤3%;能量波动对反演浓度没有影响,但能量降低减小探测距离,当能量下降≤5%时,探测距离≤100m,实验结果与理论计算基本一致。最后,开展了大气NO_2浓度实验观测,获得实验期间水平及垂直高度0.5~3km内NO_2浓度的分布廓线,系统稳定可靠。本方法为实用化NO_2差分吸收激光雷达的设计及应用提供了理论依据及技术支持。     

大气气溶胶和云雾粒子的激光雷达比

对探测大气气溶胶和云雾粒子的激光雷达的关键参量——激光雷达比问题进行了详细的讨论，利用实际大气气溶胶和云雾粒子的光学特性对0．532μm和l.064μm波长上的激光雷达比进行了计算分析，得到了各种气溶胶粒子组份和典型的集合状态以及云雾粒子的激光雷达比。发现激光雷达比和粒子的物理、光学性质密切相关，不同种类的粒子的激光雷达比有巨大的差异，并且两个波长上激光雷达比的相互关系也不相同，这些结果为激光雷达探测大气气溶胶和云雾粒子提供了依据。     

激光雷达监测北京城区夏季边界层气溶胶

运用一种新型边界层气溶胶监测激光雷达,在北京丰台区进行了外场实验,探讨了大气边界层(PBL)内气溶胶消光系数与湿度、风速等气象条件的关系,并给出了消光系数的时空分布。实验结果表明,水平大气气溶胶消光系数与黑碳质量浓度、地面风速等近地气象因子均有较好的相关性;边界层气象因子直接影响气溶胶的时空扩散和分布;在近地面风速较小等条件下,北京城区气溶胶污染在凌晨和上午较下午和前半夜严重。     

机载火控雷达速度搜索目标的距离估计方法

本文给出了机载火控雷达工作在速度搜索模式下目标跟踪,并实现目标距离估计的新方法。该方法通过多假设目标跟踪的思想把高重复频率有限的解距离模糊的能力和由角度、多普勒速度测量估计目标位置的能力结合起来,实现目标空间位置的定位。分析了利用角度和多普勒速度测量估计目标距离的可观测性和估计性能。仿真结果表明本文方法是可行的。最后给出工程中有效应用本文方法的建议。     

CPDLC交互通信人机界面设计研究

CPDLC（Controller Pilot Data Link Communication)是数据链技术在现代空中交通控制的应用之一。通过分析飞行任务的特殊性，说明人机界面设计是其实际应用的关键。从对RTCA DO219指令集的分析出发，对指令进行重新分类整理，设计综合人机界面显示单元，实现飞行员和控制台之间方便快速的对话磋商，并进行了仿真设计。