基于LSTM的勘察器外壁温度反演方法研究

对于星壤物质物化特性的反演是深空探测中最重要的一环,星壤的热导率、热容参数等热特性是研究星壤组成的科学依据,而温度测量是基于侵彻式的星壤原位探测的重要参数。针对月壤勘察器侵彻过程的外表面温度无法直接测量的问题,开展了基于LSTM神经网络算法的勘察器外表面温度反演方法的研究。借助ANSYS/LS-DYNA有限元软件实现侵彻过程的仿真模拟以获取多组勘察器弹头部内外表面温度数据,依据有限差分法离散热传导方程选取数据,采用长短期记忆神经网络来建立反演模型。通过模拟实验进行分析,该方法反演所得曲线和实验曲线相比均方根误差为12.9℃,最大相对误差不超过10%。实验结果表明本文所研究的方法可以实现勘察器外表面温度的反演。

高g值加速度传感器激光绝对法冲击校准技术研究

在详细分析反射式激光多普勒原理的基础上,研究了高g值加速度传感器的冲击校准方法。该方法利用Hopkinson杆作为加载手段,利用差动式激光多普勒干涉仪来绝对复现冲击加速度的量值。针对高g值压阻加速度传感器SIMIT-AYZ-60k进行了一系列的校准试验,利用积分运算法和最小二乘法的组合从准动态条件下的校准数据得到了准静态条件下的传感器冲击灵敏度。试验表明,这种方法实现了利用脉宽有限的激励脉冲对固有频率在20 kHz以上的高g值加速度传感器的校准,校准的不确定度可以满足冲击测试的工程需求。

高g值加速度传感器的窄脉冲校准理论与方法

针对高g值加速度传感器动态特性校准中遇到的激励窄脉冲的宽度问题,提出了适用于高g值加速度传感器动态特性的窄脉冲校准准则。该准则给出了对不同谐振频率的高g值加速度传感器的动态特性进行校准时,校准所需的激励窄脉冲的最大脉冲宽度与传感器谐振频率的关系。依据该准则设计了窄脉冲校准系统,并对8309型高g值加速度传感器进行了校准实验。实验结果表明,该准则对于高g值加速度传感器频率响应特性的校准是有效的,按照该准则所定脉宽的脉冲能够激起被较准的高g值加速度传感器的各阶谐振频率。

弹丸侵彻混凝土目标减加速度信号的处理原则

针对存在"零漂"的侵彻减加速度数据目前尚无统一的、有效的处理方法的问题,研究了侵彻加速度信号的特征,提出加速度信号处理的零点漂移修正原则和滤波截止频率选择原则。这两条原则给出了冲击加速度传感器输出信号零漂的校正方法和冲击灵敏度的修正方法,以及在获取弹体刚体加速度时滤波器截止频率的确定方法。按照这两条原则对实测数据进行处理,得到的弹体刚体加速度的一次积分与二次积分分别与实测的撞击速度和侵彻深度保持了较好的一致性,相对误差小于10%。

高速动能弹侵彻钢板加速度测试技术研究

通过理论分析、计算机模拟,研究了弹体高速侵彻钢板时,弹体中应力波的传播规律,以及弹载测试仪器在引力波作用下的失效机理;研究了外部缓冲理论,包括缓冲材料选择、缓冲器件设计等。采用文中的研究结论,对高g值下的弹载测试仪器进行了抗高冲击设计,并进行了多次现场实验的验证。通过试验可以看出,利用不同密度、不同孔径的缓冲材料对电路模块可以进行有效地保护,极大地提高了弹体高速侵彻硬目标过程中的数据捕获率。

硬目标侵彻动态参数记录仪

在对冲击信号特征详细分析的基础上,开发了一种小型、轻巧的硬目标侵彻动态参数记录仪,该记录仪通过装在轴线上的弹载加速度计来记录子弹加速度,借助一种新型的软防护技术,有可能使一枚高速飞行的测量炮弹减速而不损坏数据单元,并且测得了大于100,000g的轴向冲击加速度。

高g值加速度校准激励脉冲的横向激光干涉测量方法

为了准确测量高g值加速度传感器校准激励脉冲的幅值和持续时间,研究了基于激光多普勒的加速度脉冲测量方法。在分析激光多普勒原理的基础上,设计了以光栅为合作目标的激光测速仪;针对干涉仪输出的存在零点漂移的多普勒信号,提出了基于多项式拟合和希尔伯特变换的局部均值分解法;利用该方法对实测多普勒信号进行了解算,得到了激励加速度脉冲;分析了由干涉仪及其合作目标引起的加速度脉冲的幅值和脉宽测量不确定度。实测数据表明:该方法在包含因子k=2时幅值测量的扩展不确定度为U=3%,脉宽测量的扩展不确定度为U=4.8%。测量精度符合ISO16063-13(2001)规定的指标。

Hopkinson杆校准系统中高g值激励加速度脉冲的产生与调整

针对高g值加速度传感器脉冲校准中遇到的激励脉冲宽度问题,通过有限元分析法,模拟Hopkinson杆校准系统中激励加速度脉冲的产生过程,确定适用于加速度传感器冲击灵敏度校准和频率响应特性校准的激励脉冲宽度及其相应的碰撞组合;并通过试验手段,验证了仿真结论的正确性。试验结果表明,通过改变子弹头的形状和调整垫的材料和厚度,可以在同一Hopkinson杆校准系统中产生不同持续时间的激励脉冲,以适应不同的校准需求,最大限度地发挥Hopkinson杆校准系统的潜能。

高g值加速度计宽脉冲冲击校准准则

针对高g值加速度计冲击灵敏度绝对法校准中遇到的激励脉冲的宽度问题,以加速度计数学模型为基础,导出了适用于高g值加速度计冲击灵敏度校准的宽脉冲校准准则。该准则给出了对不同谐振频率的高g值加速度计的冲击灵敏度进行校准时,校准所需的激励宽脉冲的最小宽度与加速度计第一阶安装谐振频率、阻尼比及校准误差的关系。以Hopkinson杆校准系统为试验手段,通过988型高g值压电加速度计和SIMIT-AYZ-3型高g值压阻加速度计的校准试验数据验证了准则的正确性。该准则为高g值加速度计冲击灵敏度校准时激励脉冲宽度的确定提供了理论依据。

发动机活塞应力场实况测试技术研究

本文在详细研究发动机活塞应力场实况测试的工况记录仪,并对BF6V柴油机活塞内腔顶部和销座处应力进行了实时实况测试实验,成功获得了满足准确度要求的可靠数据,为该机的结构优化和性能改进提供了依据.

液体流量传感器试验校准系统的研究

本文介绍了一种液体流量传感器试验校准系统，该系统主要包括液压系统，质量测量系统，定时控制系统，温度测量系统四大部分，它采用质量流量法原理，可以用来校准测量管道液体流量的传感器。该系统已用于热线式流量传感器的研究中。

压电式加速度传感器在高冲击环境下的零漂分析

为了抑制侵彻加速度测试中发现的压电加速度传感器零漂现象,减小其对测试结果的不利影响.首先从传感器自身和传感器后续电路两个大方面,分析了测试系统可能产生零漂的各种原因,并且针对引起零漂的原因提出相应的解决措施.然后根据具体测试环境改进设计了抑制零漂的侵彻加速度存储测试系统.通过空气炮实验,与改进前的试验曲线进行比对.试验结果显示,设计采取得的措施很好的抑制了零漂现象.

炮口冲击波超压无线存储测试系统设计

为了评估炮口冲击波对相关操作人员及设备造成的损伤和破坏程度,将存储测试技术应用到炮口冲击波测试中,并结合无线传输技术,使得测试主控制台可以在一定距离外进行有效监控。通过对测试系统进行的激波管动态校准,符合国军标对炮口冲击波超压测试的基本要求。测试装置在无线触发状态和多次重触发状态进行了测试试验,均成功获取到炮口冲击波超压曲线。试验结果表明所设计的炮口冲击波无线存储测试系统能有效工作,同时具有操作简单等优点,具有良好的应用前景。

新概念动态测试

本文提出新概念动态测试:'在被测体实际运动的过程中实时实况地测取其动态参数';由于测试系统需要放置到被测体中或被测环境中,提出了'环境因子'的概念;围绕动态测试新概念,探讨了建立动态参数基准、环境因子校准技术及在使用环境相应的环境下的校准问题;探讨了测试装置在恶劣环境中的存活性和可靠性;探讨了虚拟测试问题;介绍了一些应用情况.

高g值侵彻加速度测试及其相关技术研究进展

结合作者及其合作者最近几年在侵彻加速度测试领域的若干研究工作,总结评价了近十几年国内外弹体高速侵彻硬目标高g值加速度现场测试研究成果,特别是存储测试技术在这方面的应用。同时总结了侵彻加速度测试相关技术的发展,包括高g值加速度计的抗高冲击性能和校准、电池抗高冲击性能的研究等。最后结合现有研究基础和潜在的国防需求,论述了这一研究领域的发展趋势以及值得注意的问题。

高g值加速度冲击试验技术研究

根据弹体高速侵彻硬目标过程中加速度测试的特点,研制了高g值冲击试验装置。它由一级空气炮、加速度存储测试装置、炮弹、反射式激光测速仪和激光多普勒测速仪等组成,并在该冲击试验装置上进行了弹载加速度存储测试装置的高g值冲击试验。采用泡沫铝缓冲件对记录电路模块进行缓冲保护,利用光栅作为合作目标,由两套激光多普勒测速仪同时记录冲击过程中测试装置外壳和电路模块的激光频移信号,处理可得到二者的加速度——时间曲线,比较了泡沫铝的高g值缓冲效果。

高速动能弹侵彻硬目标加速度测试技术研究

通过理论分析、计算机模拟和现场实测,研究了弹体高速侵彻硬目标时,弹体中应力波传播对弹体实测加速度的影响规律;采用不同密度、不同孔径的泡沫铝材料对电路模块进行保护。利用自主研制的弹载高g值加速度存储测试仪器,现场测取了弹体侵彻混凝土靶过程中的加速度,并分析了测试数据的有效性。

基于Choi-Williams分布的侵彻层数识别方法

针对侵彻多层硬目标过程中实测加速度信号的振荡叠加,以及可能引起的层数误判问题,采用时频分析法研究弹体主轴方向加速度信号的Choi-Williams能量分布特征,提出了以侵彻过程加速度信号的能量分布为依据的层数识别方法。侵彻8层等间距混凝土靶板的实测数据处理结果表明,该方法可快速准确实现层数识别,解决了低通滤波方法无法获取准确层数信息的问题,为实时控制起爆位置提供依据。

飞行体姿态惯性测量技术综述

为了研究弹道修正查阅了大量的惯性测量技术相关文献,收获颇丰。为了使读者也对惯性测量有较全面了解,特作综述。读者可从单种惯性器件测量技术及惯性测量组合技术两方面着手研究。从最早的刚体转子陀螺仪发展为光纤陀螺仪,从六加速度计组合发展为目前较为广泛使用的九加速度计组合,无论单陀螺仪组合还是单加速度计组合都无法克服本身所固有的性能缺陷,如测量精度低、成本高、性能差;而不同惯性测量组合技术的提出,正是弥补了这一缺陷,它基于信息融合的技术,利用多种测量器件性能互补的特性,提高了测量精度,降低了成本、改善了性能。

弹丸侵彻混凝土加速度信号测试及分析

针对弹丸侵彻混凝土加速度信息获取及实测信号失效问题,采用弹载存储测试系统进行了实验,并基于LS-DYNA进行了高速碰撞过程的数值模拟,经处理后的数据曲线与实测侵深符合较好,数值模拟计算结果与实验结果较吻合。通过实验分析与理论推导相结合的方式对应力波、测试装置的基础运动和安装结构刚度、加速度计安装方式等部分影响因素进行了实测加速度信号的影响分析,分析结果对高g值冲击测试问题具有一定的参考价值。