水面无人艇环形轨迹跟踪方法研究与实现

为提高无人航行器对轨迹的实航跟踪能力,结合航行器运动特性,提出势点跟踪算法,实现对典型航迹(环形轨迹)的稳定跟踪。以无人水面艇(Unmanned Surface Vehicle, USV)作为验证平台,基于拟合偏差的最小二乘航向辨识,获得系统数学模型,并设计相应的控制律,在搭建好仿真平台后,针对无人水面艇控制特性设计相关控制策略及制导律,完成势点跟踪算法的设计及仿真验证。后经典型海况下多航次试验,经过对实航轨迹及USV与环形轨迹间距离变化规律分析,并结合数据均方根大小,表明了环形轨迹跟踪方法设计的合理性。     

潜艇舱室内的火灾模拟及消防决策研究

目前研究火灾的模型由于不能很好地反映烟气的流动特性和温度场的分布,以及存在对非规则空间的局限性。采用GAMBIT对潜艇舱室非规则空间进行网格划分,运用N-S时均方程和双k-ε湍流模型对流场进行理论计算,结合燃烧化学反应为单步不可逆快速反应假设,对舱室内的火灾发展过程进行模拟。通过临界火灾发展和蔓延的临界时间制定消防决策。文章为潜艇的消防决策研究提供了一种实时可靠的研究方法。     

Application of On-Line Rail Milling in Rail Maintenance of High-Speed Railways

On-line rail milling technologies have been applied in rail maintenance, and are proving to be efficient and environmental friendly. Based on the field data of on-line rail milling, a program for comparing rail transverse profiles before and after milling was designed and the root mean square (RMS) amplitude of longitudinal profile was calculated. The application of on-line rail milling technology in removing rail surface defects, re-profiling railhead transverse profiles, smoothing longitudinal profiles and improving welding joint irregularity were analyzed. The results showed that the on-line rail milling technology can remove the surface defects at the rail crown and gauge corner perfectly, re-profile railhead transverse profile with a tolerance of -1.00.2 mm , improve longitudinal irregularity of rail surface, with the RMS amplitude of irregularity reduced more than 50% and the number of out-of-limited amplitude reduced by 42%82% in all wavelength ranges. The improvement of welding joint irregularity depends on the amount of metal removal determined by the milling equipment and the primal amplitude.     

拟常曲率空间中具常平均曲率的闭超曲面

设(Nn+1,g)是n+1维单连通完备黎曼流形,其黎曼曲率张量取如下形式:KABCD=a(gACgBD-gADgBC)+b(gACλBλD-gADλBλC+gBDλAλC-gBCλAλD),则称Nn+1为拟常曲率空间。又设M是Nn+1中具常平均曲率的连通闭超曲面,S为M的第二基本形式模长的平方。若Nn+1的生成元切于M,则(1)当S2(n-1)~(1/2)(a+b-b)时,M是全脐超曲面;(2)当S=2(n-1)~(1/2)(a+b-b)时,M是全脐超曲面或球面Sn+1(a)中的H(r)-环面S1(r)×Sn-1(t)。若Nn+1的生成元法于M,则(1)当S=2(n-1)~(1/2)a时,M是全脐超曲面;(2)当S=2(n-1)~(1/2)a时,M是全脐超曲面或Nn+1中的H(r)-环面S1(r)×Sn-1(t)。     

路面不平度重构的AR模型阶数确定方法研究

为了进一步提高对虚拟路面的重构精度,根据路面不平度是实平稳随机过程这一特点,按给定的标准路面不平度功率谱密度建立其相应的时间序列模型—AR模型。以此对路面不平度进行重构并对重构结果作相应的谱分析。通过对重构不平度的功率谱密度与标准功率谱密度之间的相对误差控制来确定AR模型的最优阶数,即当相对误差在某一阶数下取得最小值时,则此阶数就为模型的最优阶数。利用该方法对标准路面进行重构,结果表明,重构的功率谱和不平度均方根值的拟合精度相对传统的阶数确定方法都有较大的提高,从而证明此阶数确定方法的可行性和优越性。     

窄带干扰条件下水声OFDM系统LMMSE信道估计算法

因为正交频分复用（OFDM）系统中强窄带干扰引起水声信道估计性能退化,因此,提出了一种可实用的线性最小均方误差（LMMSE）信道估计方法.该方法结合最小二乘（LS）信道估计结果对受窄带干扰（NBJ）和加性高斯白噪声（AWGN）噪声干扰的导频子载波进行辨别,从而获得最有效信道抽头;根据导出的理论模型,给出了信道自相关、窄带干扰信号和噪声功率等参数的近似估计方法;并采用傅里叶变换以避免矩阵的求逆运算,减少了计算复杂度.仿真结果表明,在强干扰信号条件下,文中提出的方法接近理想状态的LMMSE方法.     

用于稀疏系统辨识的改进惩罚LMS算法研究

基于加权零吸引因子最小均方算法（RZA-LMS）,提出了一种应用于系统辨识的新型自适应滤波算法（ARZA-LMS）。RZA-LMS通过在标准LMS算法迭代过程中添加零吸引因子,促进了滤波器小权系数的收敛,从而在辨识稀疏系统时,加快了算法的整体收敛速度。但是RZA-LMS算法中的零吸引因子,选择了固定的e,过于武断,降低了算法的鲁棒性。通过在参数e与误差信号e之间建立非线性关系,使零吸引因子在最小化MSE更具有灵活性,提出了一种改进的RZA-LMS,提高了对系统辨识的收敛速度和稳定性。最后,计算机仿真验证了新算法的性能明显优于原算法和若干现有稀疏系统辨识的方法。     

基于LMS和SDP的发动机异响诊断方法研究

为有效提取发动机声信号特征,以诊断发动机的异响,提出了一种以最小均方算法和对称点图形算法相结合的发动机异响诊断方法。采用最小均方算法去除信号中的噪声,还原发动机声信号,而利用SDP图形技术将信号转换为极坐标图形,得以判断发动机是否产生异响。通过仿真与试验,验证了该方法的有效性。     

基于模态滤波的板壳类结构空间均方振速估算方法

针对船舶、航空航天等工程领域中板、壳类结构振动噪声评价问题,将广泛应用于控制工程中的模态滤波理论引入到结构振动评估领域,建立了一种估算结构空间均方振速的新方法.该方法的特点是能在激励源信息未知的情况下,以布置在结构表面有限个振动传感器测量得到的振动响应作为主要输入,估算板、壳类结构的空间均方振速,从而评价结构的整体振动状态.依据该方法对一矩形平板结构受点力、线力和面力等3种典型的激励源作用下,通过少量结构振动测点的振动信息,分别对其空间均方振速进行了数值验证;同时利用一水下加肋圆柱壳结构进行了试验验证.数值和模型试验验证结果表明：利用该方法评估得到的振动速度谱线特征与精确解和实测值基本一致,评估误差在2 dB以内,满足工程应用精度要求.该方法可以应用于工程中板、壳类结构振动噪声评价和振动状态的在线监测评估.     

博弈论视角下的交通分配系统最优与用户均衡的探讨

为了更好地解释系统最优与用户均衡两种交通分配方法间的定量关系,透过博弈论的视角,通过对算例的非合作博弈分析,从无限策略集下纯策略Nash均衡的角度指出了系统最优与用户均衡的统一性,二者作为Nash均衡的两种特殊状态,可以随博弈局中人数的变化而相互转化.同时,还对系统最优与用户均衡的转化过程进行分析,阐述其两阶段特征及对实际分配状态的影响,并通过在多场景中调整路阻函数的各项参数,指出路径的自由流走行时间作为＂初期优势＂,对转化速度和方向具有关键性影响.