中国现代化的启动逻辑及双重超越

中国现代化启动的历史逻辑是,迫切需要新的思想引领救亡运动、新的政治组织凝聚革命力量、新的道路来改变民族命运。中国共产党在百年奋斗历程中,重点解决思想、组织和道路三大问题,并不断进行创新与优化,致力于以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴。对于中国现代化的启动逻辑,中国共产党团结带领人民群众既从实践探索中完成了超越,也在理论建构中实现了超越。

不同金属镀层单晶硅靶板的冲击受力特性

为了探究金属镀层对单晶硅靶板抗冲击性能的影响,建立了金属/单晶硅复合靶板理论分析模型,分析讨论了单晶硅靶板表面的最大应力与镀层材料动态屈服应力的关系,应用有限元法在LS-DYNA软件中对金属/单晶硅复合靶板进行瞬态动力学计算,得到了不同金属镀层单晶硅靶板冲击受力后的力学响应。根据实验结果总结得到金属镀层对单晶硅靶板冲击受力具有一定的抗冲击效果,能够延迟和减弱出现在靶板正、背面的应力峰值,减小在靶板上产生的应力。

25 mm口径引信高过载条件下强度有限元分析

针对小口径引信的强度安全性问题,完成了高过载条件下引信零部件的强度有限元分析。完成了某型25 mm小口径引信的三维建模、工作原理及其受力情况分析;为实现引信关键零部件的强度有限元分析,确定了引信零部件的材料属性并对模型进行简化。利用Hyper Mesh进行网格划分、连接关系设置和高过载工作环境(后座过载70000 g和转速过载30000 r/min)搭建。通过有限元计算获得了引信零部件在高过载条件下的应力分布情况、变形情况,仿真分析发现压板和底座所承受的应力最大,分别为87.69 MPa和292.51 MPa。在转速载荷加载时,隔爆机构解除保险,离心转子在离心力的作用下转动44.395°,使传火孔与击针对正,保证了引信的正常工作,引信零部件的强度满足发射安全性要求。

基于三维重建的静爆场破片检测方法

针对靶场静爆试验中破片统计分析工作效率低的问题,提出一种基于多视图三维重建的破片检测方法。引入点云分割中的自适应阈值,有效保留三维点云的细节信息,增强了算法对靶场不同场景应用的泛化能力。针对大数量点云处理效率不佳的问题,采用点云法向量预先验证的方法,再结合颜色的区域生长分割算法,有效降低了检测误差和漏检概率,提升了破片检测的精度。实验结果表明:文中提出的检测方法检测准确率达到95%,破片弹着点误差小于4%,可以有效地分割出破片的着靶参数,为后续破片的统计分析工作提供了实验依据。

基于微平台的自主起降仿生鸟弹跳机构设计

针对仿生扑翼鸟下肢的弹跳起飞和缓冲降落功能,开展了对其下肢弹跳机构的研究。以鸟类下肢骨骼的尺寸比例为参考,对鸟类起飞的下肢运动特性进行分析;在弹跳下蹲阶段,为了避免翅膀与地面发生干涉,采用基于微平台起降方式的方法对下肢弹跳机构进行了设计;为了提高下肢的仿生性,设计了类平行四边形下肢腿部机构,结合空间D-H表达法,建立了下肢机构的运动学方程;利用拉格朗日方程,建立了下肢机构的动力学方程;利用Adams软件进行装配体弹跳仿真分析,对其下肢腿部机构进行求解。结果表明,装配体质心水平初速度达到了仿生鸟“苍鹰”起飞所需的临界速度条件,可以实现弹跳起飞。

YOLOX-S声光信息融合目标识别算法

针对现代战场单一探测手段的局限性和单模态目标识别存在信息不全面、易受噪声干扰等缺点,提出一种融合声光两种模态的目标识别方法。该方法利用深度卷积残差网络对声纹信息的对数梅尔频谱系数特征进行提取,使用YOLOX-S网络对目标进行光学特征提取,并计算目标的像空间位置与类别信息,然后在YOLOX-S模型预测部分的解耦头中引入用于处理声音特征的支路,将目标的光学特性与声学特性在YOLOX-S检测头分类支路上进行空间归一化,使视觉数据与声纹数据在同一可拼接域上进行映射与融合,对目标的声光融合特征进行识别推理。在自建数据集上进行验证,实验结果表明声纹信息和图像信息融合可以提供更全面的感知能力,使得目标的检测和识别更加准确和可靠。

基于改进pix2pix的红外图像转换技术

针对不同波段图像获取代价不同的问题,提出一种基于pix2pix的图像转换方法并进行改进。主要针对生成器和鉴别器两方面进行改进。生成器方面,使用残差结构的生成器替换原来的U-Net生成器以缓解梯度消失问题;引入可变形卷积,提高目标边缘和小目标的生成效果;引入BAM注意力机制,提高了算法对图像中主要目标的特征提取能力以提升生成图像的效果。鉴别器方面:改变PatchGAN中卷积层的层数(原PatchGAN为3层卷积),设置对照实验找到转换效果最好的卷积层数。以可见光图像和红外图像之间的转换为例进行实验。实验结果表明,改进后的算法在生成图像上的均方根误差(MSE)下降了31.4%、结构相似性(SSIM)提高了11.2%,可以更好的实现红外图像和可见光图像之间的转换。

仿生扑翼飞行器姿态稳定控制设计与实验

针对扑翼飞行器在飞行过程中姿态调整控制问题,提出了一种快速响应的自动姿态稳定控制方法。利用牛顿定律和动量矩定理建立扑翼飞行器数学模型,结合扑翼飞行器姿态变化工作原理,研究飞行过程中姿态调整控制方案策略。采用串级PID控制算法设计姿态调整内环和外环控制器,以扑翼飞行器欧拉角为输出,对扑翼飞行器姿态调整过程进行了仿真计算以及外场飞行实验。通过对扑翼飞行器姿态角的响应仿真分析及外场飞行实验数据分析,验证了扑翼飞行器数学模型的准确性及姿态控制器的有效性。结果表明:在阶跃信号输入下,姿态角能快速响应并快速趋于稳态,外场飞行中扑翼飞行器俯仰角保持15°,飞行加速度保持1 m/s^(2),可以较好地自动保持姿态稳定。

基于PSD的火炮身管膛线精度测量数据补偿方法

针对火炮身管内部膛线测量技术及自动检测问题,提出一种精度测量数据补偿方法。搭建火炮内膛检测机器人测量系统。采用激光测距仪对火炮身管阴阳线内径进行测量,使用PSD激光位置传感器对火炮身管轴线与测量系统轴线的偏心距离进行测量,分析检测误差产生的原因,推导基于矢量三角法的测量数据精度补偿算法和误差补偿计算公式,通过补偿前后数据的对比分析,结果表明:该测量补偿方法是有效的,能够解决火炮内膛轴线与机器人旋转中心不重合产生误差的问题。

微小型可折叠四旋翼无人机飞行控制系统的设计

在建立数学模型的基础上,设计了微小型可折叠四旋翼无人机飞行控制系统。采用基于反向传播神经网络的比例积分微分控制器,通过仿真和飞行测试,验证飞行控制系统具有较强的自适应能力和抗干扰能力,能够较好克服起飞后各种气流变化带来的影响,控制性能稳定,精度满足安全飞行要求。

薄膜电极3D打印装置设计及实验分析

针对薄膜电极的制备,设计并搭建了螺杆挤出式3D打印装置。首先设计了螺杆挤出装置,并对螺杆转速、喷头移速以及挤出流量进行了研究,搭建了一种基于电气比例阀的气路控制系统,可实现远程调控气压,从而为螺杆挤出装置供料。然后选取陶泥悬浮液进行打印实验,研究了螺杆转速、喷头移速对打印成型的影响,确定了Fe_(2)O_(3)油墨最优配方,进行实验来验证了打印薄膜的平整性,并确定了较优的工艺参数;最后以钒酸锂(LiV_(3)O_(8))为主体的热电池正极油墨为打印材料来打印薄膜电极,并测试其放电性能,结果表明,打印的薄膜电极成型精准,致密性良好,放电性能优异。该打印装置适合电极油墨材料的打印。

基于数字孪生的热电池保温棉自动缠绕系统研究

为提高热电池保温棉缠绕工艺的效率与质量,基于数字孪生技术开发了一种保温棉自动缠绕系统。首先,利用NX MCD软件创建保温棉自动缠绕装置的数字孪生映射结构模型,并通过TIA Portal软件实现了模型与实际物理装置以及控制设备之间的信息交互和状态检测,以更准确地反映缠绕动作及状态。然后,建立保温棉自动缠绕过程的力学模型,以深入分析缠绕机理。接着,通过有限元动力学仿真研究了缠绕张力和电堆转速对保温棉缠绕效果的影响,并将仿真结果导入数字孪生系统,以优化数字孪生结构层和控制层程序。最后,通过联合调试成功实现了保温棉缠绕自动化并生产出包覆效果良好的热电池电堆。所采用的研究方法有效地提高了研发效率、加速了设计过程以及降低了试错成本,可为缠绕包装自动化装配研究提供参考。

基于改进BP神经网络的装配质量预测方法

装配是产品制造过程中耗费大量时间和精力的重要环节,影响着产品整个生命周期。针对产品装配效率低的问题,提出遗传算法优化BP神经网络的装配质量预测方法。以DC零件的质心后端、质量、长度这三个质量特性为基础,划分数据,确定BP神经网络结构,以均方误差作为遗传算法的适应度函数,寻找最优的初始权值和阈值,建立了遗传算法优化BP神经网络模型,并结合平均绝对误差MAE、均方误差MSE、均方根误差RMSE对预测结果进行了对比。实验结果表明:相比于传统的BP神经网络,经过遗传算法优化的BP神经网络在质量预测方面具有更好的精度和准确性。

火炮身管烧蚀磨损状态下弹带挤进过程仿真分析

为探究火炮身管膛线不同磨损状态下弹带挤进过程中的受力及动态响应情况,基于Johnson-Cook本构关系模型建立了不同磨损状态下的身管模型,并利用有限元显式分析求解了弹炮耦合模型,得到了不同身管磨损状态下弹带受力及弹丸运动响应结果,包括挤进过程弹体速度、加速度、法向位移等运动曲线。由仿真结果可以看出:膛线不均匀磨损会导致弹丸在挤进过程中产生较大的径向位移和振动,烧蚀产生的烧蚀坑及裂缝会加剧这一现象;但轴向速度、位移变化平滑,加速度受弹底压力影响较大。

材料属性对柔性仿生扑翼气动特性的影响

为探究不同材料属性柔性扑翼飞行器气动特性的变化,通过ANSYS中Fluent与Transient Structural的双向流固耦合方法,采用k-ω湍流模型,分别对三维柔性扑翼飞行器在不同材料属性下的气动特性进行数值模拟,得到了其瞬时升力、推力随翼面弹性模量的变化情况,并研究了一周期内扑翼展向流场压力分布与涡结构变化情况。研究结果表明,在一定范围内增加翼面弹性模量,对瞬时升力的提升效果并不明显,瞬时推力会随弹性模量的增加而降低。

身管内膛尺寸激光检测系统标定与实验

基于研制的身管内膛检测机器人,对其激光位移传感器及PSD二维位置传感器在内膛检测装置中的相对安装位置误差进行了深入研究。提出了基于精密三维移动台及精密转台的标定测量方法,分析了身管内膛测量装置的工作原理及控制方法,并且对PSD与激光位移传感器之间的轴偏角及轴偏距进行了精确标定,阐述了具体的标定方法及步骤。通过对标定测量数据统计分析,确定了测量器件的关键位置参数。经160 mm标准管道的实验对比分析,表明该标定方法能够消除测量器件安装位置误差,保证了整个系统的检测精度,提高了测量结果的准确性。

基于领航-跟随的无人机编队避碰飞行控制

为实现多无人机之间队形的动态保持,针对从机对主机轨迹的实时追踪和主从机之间航向角的准确同步问题,设计一种以无人机之间距离和角度为变量的领航-跟随算法,在此基础上设计一种误差比例控制器以实现编队队形动态保持;在解决无人机内部避碰的问题上,建立一种球类避碰算法,避免无人机之间因碰撞而影响队形。通过Matlab仿真平台验证无人机集群编队算法,实验结果表明:改进的领航-跟随算法能够稳定地操控多架无人机,实现编队飞行;改进的无人机避碰算法能够有效维持编队的队形,并确保编队成员之间有足够的安全间距;算法的改进不仅提高了无人机编队控制的稳定性,而且能够应对更加复杂的环境条件。

离心激活机构的结构设计及摩擦系数的优化

在设计引信的激活机构时,激活机构的安全性和可靠性是需要重点考虑的问题,但这两者一般是相互矛盾的,提升了安全性可能会降低可靠性,提升了可靠性可能会降低安全性,因此在设计激活机构时需要综合考虑多方面因素,激活机构零件与零件的摩擦系数就是影响安全性和可靠性的重要因素之一,为了探究摩擦系数对激活机构安全性和可靠性的影响,本文将设计好的离心激活机构导入Adams,模拟离心激活机构在不同摩擦系数时面对不同过载环境时激活机构的安全性和可靠性,从而确定出摩擦系数的取值范围,为机构的后续加工提供参考。

共轴双旋翼无人机不同桨间距比时的气动分析

为了优化共轴双旋翼无人机在悬停时的气动性能,提高操纵性能和续航能力,进行共轴双旋翼无人机不同桨间距比时的气动分析。对共轴双旋翼无人机功率载荷和悬停效率进行理论建模与分析,通过仿真试验对不同桨间距比时的功率和升力进行分析,采用滑移网格法,模拟升力、扭矩变化情况,以及流场、压强分布情况。分析结果表明,在固定转速下,桨间距比为0.4时,共轴双旋翼无人机的气动性能最佳。

小型共轴无人机CFD气动仿真分析

以新款共轴飞行器为研究对象,通过三维数值模拟分析方式寻求最优间距比进而完善飞行器结构,提升飞行器性能。为研究悬停状态下共轴飞行器的桨叶间距对旋翼气动的影响,首先通过叶素-动量理论建立旋翼载荷模型,然后应用非结构运动嵌套网格技术及CFD方法展开新型共轴飞行器旋翼系统在悬停状态下的气动载荷分析;通过改变不同的间距比在Fluent中进行模拟计算,得到不同间距比下旋翼升力与扭矩,并利用CFD-Post后处理得出相应间距下旋翼附近速度流线图。数值分析结果表明:悬停状态下小间距比的旋翼系统气动性能优于大间距比的旋翼系统气动性能;同一转速时,不同间距比下的总扭矩及总载荷不同,间距变化对旋翼系统载荷影响较小。