飞机起飞航迹计算中发动机推力计算方法

为了确定飞机起飞航迹, 应用数值计算理论, 提出了发动机瞬时推力的计算方法, 以发动机推力曲线已知推力为基础, 通过拉格朗日插值确定未知推力。基于计算的发动机瞬时推力, 计算了起飞航迹, 并与实测航迹进行了比较。计算结果表明: 飞机1的实测拟合航迹与程序计算航迹的最大绝对误差不超过10 m, 最大相对误差不超过3.9%;飞机2的实测拟合航迹与程序计算航迹的最大绝对误差不超过35 m, 最大相对误差不超过8.3%, 计算方法可靠。     

船舶航迹迭代非线性滑模增量反馈控制算法

分析了带有状态变量及控制输入约束条件的欠驱动船舶航迹控制问题, 结合增量反馈技术, 对控制系统输出进行动态非线性滑动模态分解迭代设计, 提出了一种基于分解迭代非线性滑模的船舶航迹增量反馈控制方法, 以避免定常干扰引起的稳态误差及变结构控制的抖振问题, 无需对不确定风、流干扰以及模型参数进行估计, 能够同时稳定船舶的航向和航迹。应用“育龙”轮的系统模型进行了仿真, 结果表明, 控制器对系统参数摄动及外界干扰不敏感, 具有强的鲁棒性, 且其设计参数物理意义明显, 易于调节。     

利用BéZier和B样条曲线模拟飞机航迹的方法

为克服用运动方程生成航迹曲线时无法控制曲线形状的缺陷,根据民航飞机遵循计划航路点飞行的特点,提出了利用BéZier曲线和B样条曲线生成飞机航迹的方法.用直线段距离和逼近BéZier曲线和开放均匀B样条曲线的长度近似计算航迹曲线长度,根据飞行计划中航路点位置的相互关系和飞机实时飞行的速度、位置等,生成BéZier曲线飞行航迹控制点后得到航迹曲线,此外,B样条曲线则不需要生成新控制点就能产生合理的航迹曲线;利用相应的B6Zier曲线或开放均匀B样条曲线插值公式计算出下一个航迹点位置.仿真结果表明:用本文两种方法计算出的航迹与真实航迹相符;与运动方程方法相比,具有能生成多种形状航迹曲线的优势;在18个航路点条件下,用BéZier曲线模拟航迹的计算时间为0.13 s,满足实时性要求.     

船舶航迹复合预测控制模型

为了提高船舶航行控制质量, 建立了船舶航迹复合预测控制模型, 依据灰色预测模型处理船舶运动控制的不确定量, 利用反传多层感知器自适应网络从船舶航行偏差的历史数据中得出控制偏差趋势, 根据灰色预测和神经网络预测的误差大小, 进行组合模型优选及组合权系数优化, 确定航迹最优控制策略。仿真结果表明: 当船舶旋回性指数、船舶追随性指数与滞后时间其中一个大于1时, 任何参数的改变均会引起PID振荡, 而船舶航迹复合预测控制模型能以较少的操舵动作迅速收敛, 从而使船舶航迹与预定航线更加拟合, 因此, 其控制系统的鲁棒性、快速性和稳定性高。     

基于贪心策略下混合蚁群算法的无人机航迹规划

针对复杂环境下无人机航迹规划中航行误差的校正问题,提出一种改进的蚁群算法.该算法在蚁群算法的基础上,首先将粒子群算法中的适应度作为启发值引入信息素更新中,改进了原始的信息素更新模型;其次使用贪心策略在选择校正点时进行剪枝运算,优化了算法的选择策略;最后使用A*算法替代原始算法的随机初始化,修改了信息素的更新方式,优化了生成路径的质量.对规划路径,使用Dubins曲线对航迹进行光滑,光滑后航迹既能满足航迹约束,也能满足飞行器的性能约束.研究结果表明:在参数设置上,当蚁群数量较大时,设置较小的启发值常数能获得更好的结果;对贪心蚁群算法使用A*算法进行初始化,能有效加速蚁群算法收敛速度,提高解的质量,实验显示改进后航迹长度减少了约6％,时间减少了约25％.     

道路监控激光夜视系统技术分析

在对原有道路监控设备的研究和应用的基础上,就具备先进的半导体激光夜视的道路监控设备的技术构成和功能进行了阐述。针对各构成部分的技术原理和系统成像特点及成像软件分析处理系统进行了论述,并对系统精度和清晰度也作了必要的分析。     

航空噪声公害与飞机降噪工程

现代飞机噪声对人类、对社会的危害已经成为世界性的通病，降噪已刻不容缓。但飞机降噪需要经验，需要新思维和新理念，更需要创新技术和创新对策。     

适应大型飞机的沥青道面结构有限元模型

借助ABAQUS通用有限元软件, 建立了3层道面结构有限元模型, 分析了模型的几何尺寸、边界条件、层间接触条件、单元类型、网格的划分对大型飞机荷载作用下道面结构力学响应的影响, 提出了适应大型飞机的机场沥青道面结构有限元模型参数, 并用实测力学响应数据对模型的有效性进行了验证。研究结果表明: 在大型飞机全起落架荷载作用下, 有限元模型几何尺寸宜为30m×30m×10m, 层间完全连续选用tie连接; 单元类型宜采用C3D8R, 荷载区域的单元大小控制在不大于0.05m×0.05m;模型底部所有位移全部约束, 模型四周约束对应水平方向的位移。实测数据验证结果表明有限元模型有效。     

飞机荷载下水泥混凝土道面板应力计算方法

采用弹性地基板理论分析了道面板应力的主要影响因素, 修正了公路标准轴载下路面板的应力计算公式, 得到了飞机荷载下道面板的应力计算公式形式。采用正交设计法对道面结构参数进行安排, 计算了不同道面结构在各种类型飞机荷载下道面板的应力。采用非线性回归方法对应力计算值和飞机荷载参数与道面结构参数进行分析, 得到了单轮飞机荷载下水泥混凝土道面板的应力计算公式。对单轮飞机荷载应力计算公式引入荷载圆半径修正系数, 并采用多元非线性回归方法, 得到了双轮和双轴双轮飞机荷载下道面板的应力计算公式。利用荷载叠加原理得到多轴多轮飞机荷载下道面板应力计算公式。误差分析结果表明: 回归应力计算值与有限元应力计算值相对误差不超过2%, 应力计算公式具有较好的精度。     

激光路面断面检测系统的功能与应用探讨

激光路面断面测试系统是先进的路面性能检测系统,它具有完善的路面性能指标采集和处理功能,能在不同行驶速度下检测各种干湿路面状况,准确、高效采集和处理路面状况性能数据.论文介绍了该激光路面断面测试系统的组成、构造及功能,并对其路用性能指标的标定和应用进行了探讨.     

轨道参数对无缝道岔组合效应的影响

基于有限单元法, 建立了组合无缝道岔钢轨纵向力及位移的力学计算模型, 编制了计算软件, 并以1 2号固定辙叉无缝道岔为例, 分析了不同轨道参数对组合无缝道岔钢轨附加力及位移的影响, 并与其对单组无缝道岔的影响作了对比分析。研究表明, 道床纵向阻力对组合无缝道岔钢轨附加力及位移的影响要明显大于单组无缝道岔, 扣件阻力和限位器间隔对组合道岔和单组道岔的影响差不多, 扣件阻力对组合道岔的影响略大于单组道岔, 而限位器间隔对组合道岔的影响略小于单组道岔, 相比单组无缝道岔, 保持组合道岔道床质量显得更为重要。     

GIS与多属性决策理论在公路飞机跑道选址中的应用

通过对影响公路飞机跑道建设、使用和保障3个方面因素进行分析, 得到了公路机场跑道选址评价指标体系。运用公路网地理信息系统的信息管理与空间分析功能, 获取了若干可行待选方案的样本集, 构建了多属性决策模型, 根据最优化理论确定各属性要素的权重值, 进而确定各备选方案考核目标值及最优方案, 最后以某公路飞机跑道选址为例进行了实例验证。分析结果表明: 4个备选方案的考核目标值依次为0.0226、0.0843、0.0158、0.0229, 比较得出最佳方案为方案3, 符合实际, 因此, 该选址方法有效。     

有碴轨道下沉变形参数影响分析

为理解轨道下沉变形产生与发展机理及主要影响参数, 以道床下沉为例, 运用车辆-轨道耦合动力学理论和轨道下沉变形法则, 借助已开发的仿真分析程序, 分析了运营条件与轨道结构参数对道床下沉变形的影响。分析结果表明: 车辆运行速度、车辆轴载、线路运量是轨道下沉破坏主要控制因素; 采用重型钢轨、大截面尺寸轨枕和重质道碴可以降低道床下沉量; 轨枕间距大, 道床弹性模量高, 不利于道床下沉变形的控制; 当路基K₃₀模量小于90 MPa·m^-1时, 道床下沉量随着K₃₀值的增加而增大, 当K₃₀值大于90 MPa·m^-1时, 随着K₃₀值的增加道床下沉量反而降低。可见, 为了阻止有碴轨道下沉变形, 应注重轨道结构参数的匹配, 合理安排运输。     

高速列车与博格板式轨道系统竖向振动分析模型

研究了博格板式轨道结构特点,提出了横向有限条与板段单元高速列车与轨道系统竖向振动分析模型,分析了此系统竖向振动特性。高速列车的动车及拖车均离散为具有二系悬挂的多刚体系统,基于弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的“对号入座”法则,建立了高速列车-博格板式轨道系统竖向振动方程组,采用Wilson-θ法对其求解。计算结果表明:钢轨与博格板竖向静、动态位移之差分别为1.1×10-2与2.0×10-4mm,200 km.h-1车速下此系统竖向振动响应计算波形图及量值均符合物理概念,这说明模型正确、可行。     

基于CAN总线的摊铺机自动找平控制系统

为提高路面摊铺平整度, 研究了一种基于CAN总线的多点(多探头) 非接触式摊铺机自动找平系统, 给出了系统总体结构、CAN节点的硬件电路及软件主要流程, 采用多重滤波方法进行数据处理, 滤除摊铺机作业过程中偶然因素造成的跳点数据, 提高系统的抗干扰性能。采用该找平系统对单探头和多探头找平方式进行了对比试验, 结果表明多探头方式找平效果优于单探头方式; 与接触式自动找平系统对比实验表明采用该找平系统中面层平整度平均值较接触式提高了3.2%, 上面层提高了7.8%。     

地震作用下轨道-桥梁系统损伤与轨道不平顺的对应关系

针对地震作用下高速铁路轨道-桥梁系统损伤与轨道不平顺的对应关系不明确问题, 运用能量变分原理,推导了多层叠合结构层间变形协调关系表达式,将该表达式应用在高速铁路单元式和纵连式无砟轨道-桥梁系统中,按系统轨道形式与梁跨结点进行划段装配,提出了考虑路基与简支引桥影响的高速铁路基础结构变形与轨道不平顺的对应关系;采用现场实测、数值仿真模型与列车-轨道-连续梁桥-路基耦合动力学理论对对应关系进行了验证,并统计了地震作用下轨道-桥梁系统的损伤规律;基于提出的对应关系求得了考虑地震损伤的轨道不平顺样本,并采用数值仿真模型对其进行验证。研究结果表明：提出的对应关系与数值仿真模型求得的桥梁变形引起的轨道不平顺及现场实测值吻合较好,最大误差不超过5%,且轨道不平顺作用下车-桥动力学性能指标变化也基本一致,验证了本文提出的对应关系的正确性和有效性;地震作用下轨道-桥梁系统层间各部件的损伤较小,而支座的损伤较大,系统部件最大损伤位置在主梁梁缝处,但也仅约为支座损伤的1%;在不同水准地震作用下,采用提出的对应关系和数值仿真模型计算的地震损伤与轨道不平顺的对应曲线均吻合良好,说明提出的对应关系可用于计算与预测地震作用下高速铁路轨道-桥梁系统的轨道平顺性。     

轨道随机不平顺下磁浮车辆非线性动力学特性

基于柔性轨道研究了随机不平顺下磁浮车辆的动力学特性, 在将轨道受力分解为分段链式结构的基础上, 提出了一种磁浮车辆垂向悬浮稳定性分析方法, 定义了不同悬浮力作用于各自悬浮点时柔性轨道的振动固有频率和模态矩阵; 建立了轨道分段链式结构的离散形式和轨道结构的运动方程, 采用虚拟激励法将轨道不平顺产生的随机激励转化为系统输入激励, 并将轨道随机高低不平顺作为振动激励源进行车轨振动控制; 在不同反馈控制参数下采用电压反馈双环PID控制器数值仿真车辆的悬浮状态, 并分析了轨道随机不平顺激励下反馈控制参数对磁浮系统稳定性的影响。研究结果表明: 当磁浮车辆速度为50~80 km·h^-1, 位移反馈参数、速度反馈参数和电流反馈参数分别为140 000、50、500时, 车辆可以从起始间隙16 mm快速定位到平衡位置间隙9 mm, 在2.2 s时即可稳定悬浮, 系统的超调量和稳态误差分别为1.50和0.13 mm, 且系统振动频率趋近于0;当位移反馈参数、速度反馈参数和电流反馈参数分别为15 000、50、400时, 磁浮车辆在轨道随机不平顺作用下的悬浮稳定性变差, 系统在9 s左右逐渐趋于稳定, 但仍旧在平衡位置上下浮动, 且系统振动频率和振动幅值分别为7 Hz和0.5 mm; 当磁浮车辆的速度超出50~80 km·h^-1时, 第1组反馈控制参数不再适用, 磁浮系统在1.7 s左右发散, 车辆失稳, 表明在不同车辆速度和反馈控制参数的作用下, 轨道随机不平顺能显著影响磁浮车辆的悬浮稳定性。     

基于数据的轨道电路故障诊断的混合算法

提出一种基于数据的神经网络混合算法故障诊断网络,用于轨道电路的故障诊断.考虑铁路信号需求,设计出符合神经网络训练快速性和有效性要求的BP-LM-PSO-GA混合算法,就是将轨道电路复杂网络分解设计为许多小的神经网络组态,通过综合这些小的神经网络诊断结论,得出最终结果,以解决单独设计神经网络带来的运算量问题;然后以广泛使用的ZPW-2000A型轨道电路为例,验证了该算法网络训练的快速性及故障诊断的有效性.最后给出了该诊断网络对轨道电路的诊断步骤.仿真结果表明该诊断网络具有可行性和有效性,为轨道电路故障诊断的应用提出了一条新途径.     

公路货运量预测的系统动力学模型构建

用系统工程的观点对公路货运系统进行了综合、动态的分析,在具体分析公路货物运输系统主要影响因素的基础上,分别构建了道路运输需求及供给的子系统动力学模型,该模型可以通过计算机进行模拟,进行公路货运量的预测。     

弹性支承块式无砟轨道冲击振动传递衰减特性试验

针对重载铁路弹性支承块式无砟轨道(LVT)在实际应用中出现的弹性部件变形过大、易损坏等问题, 优化设计了既有弹性支承块, 将支承块短侧边坡度由1∶17.00调整为1∶4.85, 取消了块下垫板, 并采用一体化弹性套靴; 为验证设计成果, 建立了传统型LVT和改进型LVT足尺模型, 采用质量为1 120 kg的重载货车轮对, 以20 mm的落高进行落轴冲击试验, 分别从时域和频域角度对比分析了冲击作用下竖向振动在钢轨、支承块、道床板、底座板及地面等结构部件沿线路纵、竖、横向的传递衰减特性。研究结果表明: 轮轨产生的高频振动能量沿钢轨纵向传递, 低频振动能量传递给下部其他轨道结构; 竖向冲击振动在纵、竖向传递的过程中不断衰减且衰减速率逐渐降低, 在支承块和道床板表面横向传递过程中, 向外侧边缘传递振动增大; 相比传统型LVT, 改进型LVT整体弹性系数减小21.1%, 而阻尼系数增大5.4%, 其振动周期、衰减时长、振动峰值分别比传统型LVT小37.0%、21.3%和3.4%, 各结构部位功率谱密度峰值比传统型LVT小30%以上; 改进型LVT轨道结构各部位Z振级比传统型LVT小, 在地面处减小了3.65 dB, 能更有效、迅速地衰减轮轨冲击力和轨道结构振动, 振动水平更低, 降低了冲击作用对环境的影响。研究结果对于开展LVT减振性能试验验证、优化与工程应用有参考价值。