复杂热环境下高空气球升空热动力学特性

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作者 程昊天 王梓皓 +2 位作者 张泰华 杜千仟 曹胜鸿 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期170-180,共11页

结合现有高空气球升空过程研究基础,建立了高空气球热-动力学耦合模型,主要包括系统受力分析、动力学建模、搭建辐射换热以及对流换热模型,结合实际飞行试验数据,验证了所构建的热力学耦合模型。在此基础上,分析了发放日期、发放点纬度... 结合现有高空气球升空过程研究基础,建立了高空气球热-动力学耦合模型,主要包括系统受力分析、动力学建模、搭建辐射换热以及对流换热模型,结合实际飞行试验数据,验证了所构建的热力学耦合模型。在此基础上,分析了发放日期、发放点纬度以及初始氦气温度对高空气球升空过程中气球升速、系统净浮力以及球体内部氦气温度等参数的影响规律。研究结果表明,选择合适的发放地点和日期能一定程度缓解升空过程超冷现象的影响,初始氦气温度主要对升空前期有一定影响。研究结果可为高空气球的研究提供了一定的理论指导,其不同因素的影响规律具有一定的工程实用价值。 展开更多

关键词 高空气球 升空过程 热动力学 复杂热环境 飞行试验

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双向受拉的超压气球局部球形优化设计

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作者 张泰华 骞航 张冬辉 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第2期89-97,共9页

针对临近空间串联气球系统中的超压气球处于特殊的边界和载荷条件这一问题,提出了一种基于“自然形”球形方程组,对双向受拉条件下的正球形超压气球的两极进行局部形状优化的方法。通过平滑拼接数值解母线段和圆弧母线段,得到了两极有... 针对临近空间串联气球系统中的超压气球处于特殊的边界和载荷条件这一问题,提出了一种基于“自然形”球形方程组,对双向受拉条件下的正球形超压气球的两极进行局部形状优化的方法。通过平滑拼接数值解母线段和圆弧母线段,得到了两极有一定夹角的上下对称的超压气球的完整母线。使用有限元方法分析了局部球形优化前后超压气球的应力分布情况,验证了该局部球形优化方法的有效性。在此基础上,对影响局部球形优化效果的关键因素进行了分析,包括数值解母线段弧长、周向应力输入条件、局部球形、母线圆弧段的半径,为局部球形优化时关键参数的选择提供了重要参考。 展开更多

关键词 超压气球 双向受拉 局部球形优化 “自然形”球形方程组 敏感性分析

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多星多任务分配问题建模与优化算法研究 被引量：3

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作者 杨超 周庆瑞 王辉 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2022年第5期39-46,共8页

遥感卫星的多星多任务分配是一类组合优化问题,通常是将其建模为典型的优化问题,然后采用优化算法进行求解,目标是快速收敛至优化的可行解,但是每种算法都有其局限性.针对此问题,提出了一种结合蚁群算法和模拟退火算法的多星多任务分配... 遥感卫星的多星多任务分配是一类组合优化问题,通常是将其建模为典型的优化问题,然后采用优化算法进行求解,目标是快速收敛至优化的可行解,但是每种算法都有其局限性.针对此问题,提出了一种结合蚁群算法和模拟退火算法的多星多任务分配算法,建立具有一定通用性的优化问题模型,然后使用蚁群算法进行迭代获取多个局部最优解,最后把以上最优解作为模拟退火算法的初始解,并进行再搜索.仿真结果表明,该算法与模拟退火算法相比具有搜索速度快的特点,同时克服了蚁群算法易陷入早熟的问题. 展开更多

关键词 遥感卫星 多星任务分配 优化建模 蚁群算法 模拟退火

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临近空间串联气球系统设计与特性分析

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作者 骞航 张泰华 张冬辉 《海军航空大学学报》 2023年第3期262-268,共7页

目前,零压气球和超压气球固有的不足限制了高空气球的飞行能力。提出了1种无需消耗压舱物和浮升气体即可实现昼夜高度自稳定且能够长时间迂回飞行的临近空间串联气球系统。结合了2种气球的优点,避开了现阶段高空气球发展遇到的困难。建... 目前,零压气球和超压气球固有的不足限制了高空气球的飞行能力。提出了1种无需消耗压舱物和浮升气体即可实现昼夜高度自稳定且能够长时间迂回飞行的临近空间串联气球系统。结合了2种气球的优点,避开了现阶段高空气球发展遇到的困难。建立了昼夜飞行高度一定的串联气球系统的数学模型,设计了能够利用准零风层风场条件实现迂回飞行的串联气球系统,通过与单一零压气球系统对比,验证了该系统的优势。数值仿真分析了零压气球形状、系统设计高度对超压气球尺寸、最大超压量等关键参数的影响,为设计飞行性能更好的系统提供了重要参考依据。 展开更多

关键词 平流层浮空器 串联气球系统 准零风层 系统参数设计 特性分析

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一种基于微多普勒和机器学习的无人机目标分类识别技术 被引量：1

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作者 邴政 周良将 +1 位作者 董书航 温智磊 《雷达科学与技术》 北大核心 2024年第5期549-556,568,共9页

近年来,随着科技发展,无人机行业高速发展,空域的情况变得愈加复杂,消费级无人机的入侵事件日益增多,对无人机防控系统的需求越来越迫切。飞鸟和无人机都是典型的“低慢小”目标,二者的回波特征、运动模式都有极其相似之处,如何对二者... 近年来,随着科技发展,无人机行业高速发展,空域的情况变得愈加复杂,消费级无人机的入侵事件日益增多,对无人机防控系统的需求越来越迫切。飞鸟和无人机都是典型的“低慢小”目标,二者的回波特征、运动模式都有极其相似之处,如何对二者进行有效的观测、区分和追踪已成为保障空中航路安全研究中的重要问题。本文针对传统方法难以将二者区分的问题,首先利用仿真建立无人机和飞鸟的数学及物理模型,并对二者的微动特征进行提取,利用卷积神经网络和集成学习方法对其进行区分,在此基础上对实测数据进行识别,证明了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 微多普勒 机器学习 目标识别 卷积网络 集成学习

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海洋一号卫星观测任务规划算法设计及系统应用

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作者 陈旺 邵庆龙 +4 位作者 周晓 刘金普 兰友国 余伟 胡玉新 《中国空间科学技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第2期145-153,共9页

针对海洋一号卫星观测任务规划需求,提出并实现了基于遗传策略的任务规划框架,解决了卫星实际使用中成像任务受卫星其他业务影响的多类型约束成像规划问题。基于海洋一号卫星实际规划业务要求,对任务规划约束和优化目标建立数学模型,提... 针对海洋一号卫星观测任务规划需求,提出并实现了基于遗传策略的任务规划框架,解决了卫星实际使用中成像任务受卫星其他业务影响的多类型约束成像规划问题。基于海洋一号卫星实际规划业务要求,对任务规划约束和优化目标建立数学模型,提出了由预处理、窗口约束处理和组合约束处理与优化组成的三阶段规划框架。设计了多约束任务规划优化目标函数,并利用交叉、变异和种群选择等遗传机制对优化问题进行了求解。基于海洋一号卫星实际观测需求数据,对提出的算法进行了有效性和性能验证,结果表明本算法能够给出满足多类型约束的观测规划方案,并在观测时间、观测覆盖率等方面较其他策略有显著提升。研究结果表明通过优化目标函数的设计遗传算法能够实现复杂约束条件的成像规划求解,算法框架可为与海洋卫星具有相似业务特点的对地观测规划系统设计提供借鉴。 展开更多

关键词 海洋一号卫星 对地观测 多约束优化 成像任务规划 遗传算法

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机载多维度SAR误差分析与成像自配准处理方法 被引量：4

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作者 仇晓兰 程遥 +3 位作者 高铭 焦泽坤 周良将 丁赤飚 《雷达科学与技术》 北大核心 2021年第5期571-582,共12页

随着机载SAR技术发展,在同一架飞机上可以同时安装多个波段的全极化SAR载荷,形成机载多维度SAR系统。中科院空天院牵头研制了一部机载多维度SAR系统,并采用统一的频率源作为基准,以保证不同波段SAR之间在时间、相位方面的一致性,开展了... 随着机载SAR技术发展,在同一架飞机上可以同时安装多个波段的全极化SAR载荷,形成机载多维度SAR系统。中科院空天院牵头研制了一部机载多维度SAR系统,并采用统一的频率源作为基准,以保证不同波段SAR之间在时间、相位方面的一致性,开展了数据获取实验。本文分析了该机载多维度SAR在采样延迟、方位时间和运动补偿等方面的误差,并提出了一致性校正和成像处理的方法,实现了无需后续图像匹配的成像自配准。机载多维度SAR实验数据处理结果表明,多波段成像自配准精度达到1个像素以内,为后续多维度SAR数据联合分析提供了良好的基础。 展开更多

关键词 多维度SAR 机载SAR SAR成像 多波段SAR 多极化SAR

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管道环焊缝应力消减与评价方法 被引量：4

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作者 李玉坤 赵赏鑫 +4 位作者 韩天昊 常景龙 彭启凤 杨进川 韩志强 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期170-176,共7页

焊接完成后环焊缝区域产生残余应力,导致管道有效承载能力和安全裕度降低,选择有效的应力消减措施和评价手段对确保焊接管段服役安全有重要工程价值。将超声冲击应力消减技术和矫顽力法应力评价技术在带有环焊缝的X80焊接管段进行应用,... 焊接完成后环焊缝区域产生残余应力,导致管道有效承载能力和安全裕度降低,选择有效的应力消减措施和评价手段对确保焊接管段服役安全有重要工程价值。将超声冲击应力消减技术和矫顽力法应力评价技术在带有环焊缝的X80焊接管段进行应用,对比焊缝区域消减前后显微组织、残余应力、力学性能变化。结果表明:消减前焊趾熔合线处显微组织为层带状分布,消减后晶粒变小,转变为交织分布,晶粒分布更加均匀;焊缝中心矫顽力普遍减小,残余应力由拉应力消减后转变为压应力,应力集中程度降低;力学性能尤其是冲击韧性提高了13%~21%,拉伸力学性能变化较小;经过超声冲击的服役管道环焊缝处应力水平显著降低;超声冲击和矫顽力法是油气管道环焊缝焊后应力消减及评价的有效手段。 展开更多

关键词 超声冲击法 矫顽力法 残余应力 力学性能 显微组织

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基于背包测量系统的SLAM方法及优化研究

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作者 董晓晗 潘洁 +4 位作者 李奇 陈俊美 张亦卓 亓立壮 刘承浩 《激光与红外》 2025年第3期343-349,共7页

同步定位与地图构建方法(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)作为环境感知与地图构建的关键技术,具有灵活高效的特点。但是传统的背包式激光雷达存在点云特征不完整和数据噪声大导致的点云分层等问题,导致系统无法进行精确定... 同步定位与地图构建方法(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)作为环境感知与地图构建的关键技术,具有灵活高效的特点。但是传统的背包式激光雷达存在点云特征不完整和数据噪声大导致的点云分层等问题,导致系统无法进行精确定位与建图。为了提升自主定位精度,本文采用机器人操作系统搭建自主定位框架,融合激光雷达、惯性测量单元和全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)等多传感器数据,采用基于图优化的SLAM算法实现环境地图构建与系统位姿估计。实验结果表明,相较于传统SLAM算法,改进后的SLAM算法在融合GNSS数据后在轨迹X轴误差上降低了39%,Y轴误差上降低了30%,在平面定位精度上误差降低了73%,同时,在高程定位精度上有63%的提升,在建图精度上有明显提高,为背包测量系统在复杂环境中的应用提供了新思路。 展开更多

关键词 背包测量系统 SLAM 优化 建图

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一种高灵敏度低噪声硅微谐振式加速度计 被引量：9

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作者 邹旭东 熊兴崟 +3 位作者 汪政 王坤锋 杨伍昊 李志天 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期281-287,共7页

MEMS加速度计经过近四十年的发展,是目前产业化最为成功、应用最为广泛的MEMS器件之一。以硅微机械谐振器作为敏感元件的谐振式MEMS加速度计因具有检测精度高、线性度好、量程大、抗环境噪声能力强等优点,成为新一代高性能MEMS加速度计... MEMS加速度计经过近四十年的发展,是目前产业化最为成功、应用最为广泛的MEMS器件之一。以硅微机械谐振器作为敏感元件的谐振式MEMS加速度计因具有检测精度高、线性度好、量程大、抗环境噪声能力强等优点,成为新一代高性能MEMS加速度计的重要发展方向。针对微小型无人平台的长时惯性导航、姿态测量等需求,设计了一种具有增敏结构的硅微谐振式加速度计,通过改进微杠杆转轴与惯性质量块支撑梁的几何形状并利用有限元仿真方法进行参数优化,在不增加芯片面积的前提下有效提升了器件灵敏度。器件设计量程±50 g,采用集成圆片级真空封装的SOI-MEMS工艺制造并配套设计了基于0.35 mm工艺的接口ASIC电路用于实现加速度计的闭环工作。所研制的原理样机测试表明,加速度计敏感谐振器品质因数为29300,灵敏度630.81 Hz/g,噪声≤1.7μg/√Hz,零偏不稳定性(Allan方差)≤2.3μg。 展开更多

关键词 MEMS加速度计 谐振式加速度计 圆片级真空封装 低噪声加速度计

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面向硅微谐振式加速度计的高精度片上温度控制器

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作者 米玥臻 杨伍昊 +2 位作者 熊兴崟 汪政 邹旭东 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第5期750-757,共8页

为提高硅微谐振式加速度计在变温环境下的精度与稳定性,设计并制备了一种高精度的片上温度控制器,它由硅衬底、铂电阻加热器、测温电阻和温度控制电路组成。对温度控制器的传热模型进行理论分析,使用COMSOL对片上温度控制器进行仿真。... 为提高硅微谐振式加速度计在变温环境下的精度与稳定性,设计并制备了一种高精度的片上温度控制器,它由硅衬底、铂电阻加热器、测温电阻和温度控制电路组成。对温度控制器的传热模型进行理论分析,使用COMSOL对片上温度控制器进行仿真。利用微加工技术制备温度控制器,并设计实验对温控精度、长期稳定性、环境温度影响、功耗等指标进行测试。结果表明,温度控制器可以在600 s内稳定在设定温度±0.001 5℃的范围内,加速度计输出的频率波动范围为±0.03 Hz,内部温度随外界温度变化为0.012 5℃/℃,片上温度控制器的峰值功耗为100 mW。该温度控制器精度高、通用性强,适用于温度范围小、精度要求高的应用场景。 展开更多

关键词 硅微谐振式加速度计 片上温控器 测控电路 连续电压输出 比例-积分-微分(PID)控制

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基于载波双向频率传递的时钟同步系统

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作者 王媖姿 闫冰 +1 位作者 李志天 邹旭东 《微电子学与计算机》 2022年第8期97-106,共10页

随着无线传感网络和技术的快速发展,高精度无线时频同步技术在分布式系统协同工作中的需求愈加迫切.针对卫星拒止条件下,视距范围分布式网络内高精度无线时频同步需求,本文提出了一种基于载波双向频率传递的时钟同步系统方案,该方案创... 随着无线传感网络和技术的快速发展,高精度无线时频同步技术在分布式系统协同工作中的需求愈加迫切.针对卫星拒止条件下,视距范围分布式网络内高精度无线时频同步需求,本文提出了一种基于载波双向频率传递的时钟同步系统方案,该方案创新地通过部署全双工双向时频同步协议的方式,经由毫米波信道实现时频信息互传,并引入Xilinx MMCM IP动态移相功能核心对时频信号进行相位控制,实现频差测控以及动态调相,有效地提高了时频同步架构的调相性能,最终实现一套完整的亚纳秒级超高精度无线时频同步方案.文中对整个系统的技术架构、射频前端、无线信道传输以及抗干扰能力进行了建模与仿真,验证了整个技术方案的有效性以及最优的调相精度;同时本文还使用60 GHz射频前端及Xilinx 7系列FPGA完成了原理样机设计,实验结果表明,该时频同步系统能够为节点间提供高至322.2 ps同步精度的无线时频互校准服务,从而实现频率同步与相位对齐,支持各项分布式协同工作的开展.与传统的无线同步方法相比,本方案精度高,受无线信道的影响小,抗干扰能力强,易于扩展到高动态等复杂环境,更适合无线分布式网络. 展开更多

关键词 无线时频同步 载波 MMCM 动态调相

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