基于火光辐射的射流速度测试技术研究

为了满足超高速聚能射流的测速要求,采用狭缝光阑与高速光电探测器构成被动探测模块,探测射流的自身火光辐射。测速系统以多级光阑前后排列的方式限制探测幕面的视场与厚度。分别对两级、三级光阑2种滤光模式建立了光学模型,模拟射流过靶时各级光阑的滤光性能。仿真结果表明,三级光阑可以有效衰减射流自身的强辐射,并且可以滤除探测幕范围之外的爆炸火光以及设备内的反射光,滤光效果超过99.25%。采用三级光阑逐级滤光的方法,解决了射流辐射亮度强并且伴随有杂散光导致其速度不易测试的难题。最后在外场进行射流测速试验,得到的信号波形印证了仿真结果的正确性。对过靶信号进行相关性分析处理得到射流的精确过靶时间,计算得到的射流速度为6500 m/s左右。将测得数据结果与高速摄影测速结果进行对比验证,测速系统的不确定度低于1.9%,验证了系统的可行性。

基于PSD传感器的炸点三维坐标测量方法研究

针对野外炸点空间三维坐标测量的问题,提出了基于二维PSD位置传感器的炸点位置测量方法,构建了基于二维PSD位置传感器的炸点三维坐标测量系统;基于双目视觉原理建立了炸点空间三维坐标测量数学模型;研究了被动探测系统在野外远距离下的标定技术;通过系统误差分解传递,分析了各参数的误差;在Matlab中分别绘制了炸点位置坐标3个维度的误差分布图,并分析了测量系统误差随炸点实际位置变化的分布情况;根据误差分布图得到了在理论100 m测试距离下X坐标最大测量误差约为0.292~0.303 m,Y坐标最大测量误差约为0.251~0.371 m,Z坐标最大测量误差0.270~0.336 m;最后通过静爆实验对测量方法正确性、被动探测系统标定技术可行性和测量系统功能性进行了验证,结果表明测量系统响应速度快且功能正常,被动探测系统标定技术具备可行性且操作方便,可适用于野外炸点位置的快速测量。

基于多信息融合的全轮独立电驱动车辆车速估计

鉴于用非驱动轮轮速信号来估计车速的方法已不适用于没有非驱动轮的全轮独立电驱动车辆,提出了借融合车载普通传感器信号和驱动电机反馈信号等多信息源,并基于稳态工况下的轮速信号卡尔曼滤波和瞬态工况下的加速度积分的全轮驱动车辆车速估计方法。通过实车试验对该方法的有效性、适用性和精度进行了验证。

基于规则的分布式电驱动车辆驱动系统失效控制

针对分布式电驱动车辆在进入失效控制工况下,传统控制策略存在的纵横向控制目标无法满足、驱动能力降低、安全性变差等缺点,设计并考虑动力性和稳定性的驱动系统失效协调控制策略。该策略利用分布式电驱动车辆各轮无机械连接、各轮独立驱动以及驱动单元冗余配置的结构特点,依据不同的失效状况和车辆状态制定基于规则的驱动系统失效控制算法。对所设计的算法进行实车试验验证,试验结果表明,在发生驱动系统失效后,所设计的基于规则的驱动失效控制策略通过协调控制各驱动轮驱动能力,在低速小转向阶段改善了车辆的纵向驱动能力,在高速或者大转向阶段保证了车辆的横向稳定性。

分布式驱动电动汽车驱动转矩协调控制

针对现有分布式驱动电动汽车驱动力控制系统在进入驱动防滑工况时纵向驱动转矩和加速度降低以及产生非期望的横摆力矩和横摆角速度等问题,提出了两种多轮驱动转矩协调控制策略。其中,基于动力性的驱动转矩协调控制策略的目标是改善纵向驱动转矩和加速度,而基于稳定性的驱动转矩协调控制策略的目标则是增加车辆的横向稳定性。实车实验结果表明,所提出协调控制方法有效实现了设计目标,改善了车辆性能。

分布式电驱动车辆的无味粒子滤波状态参数联合观测

针对目前分布式电驱动车辆动力学领域中存在的状态参数观测体系不完善、观测精度低的问题,利用分布式电驱动车辆多信息源的特点,提出无味粒子滤波状态参数联合观测方法。基于非线性车辆动力学模型对分布式电驱动车辆的纵向速度、质心侧偏角、横摆角速度及各轮侧向力进行联合观测。同时,为提高侧向力的观测精度,采用非线性动态轮胎模型。在完成模型搭建的基础上,考虑到所搭建的车辆动力学模型具有强非线性,设计适用于强非线性模型的无味粒子滤波器对多个状态变量进行联合观测。而为进一步提高状态观测精度,进行量测噪声协方差的自适应调节。仿真和试验结果表明,所提出的状态观测方法能够提高分布式电驱动车辆状态参数观测精度和鲁棒性。

我国专用汽车发展现状与建议

2000年以来,我国专用汽车行业发展迅猛,产量快速增加,已经成为推动商用汽车市场增长的主要力量,引起了广泛关注。本文通过对国内外专用汽车发展现状和行业总体特点的研究,分析我国发展专用汽车面临的问题及挑战,进而提出相应的发展对策建议。

美国光伏产业路线图

美国已经失去了太阳能产业发展的领先地位,为了逆转这个趋势, 美国光伏产业协会设计了美国通向2030年及其后的光伏产业路线图, 美国能否恢复市场领袖地位,取决于政府和产业界的行动。

生物降解塑料：走进市场还有多远

市场初现曙光 2005年10月18日的华尔街日报报道,从11月1日开始,美国最大的零售连锁店、全球500强企业沃尔玛将首先为新鲜草莓、芽甘蓝、切开的水果和香草等鲜切食品换上由环境友好的玉米基塑料替代原来的石油基产品制成的包装.单此一项每年有1.14亿个包装.

积极应对新疆装备制造业发展面临的机遇与挑战

装备制造业是国民经济发展的基础,是提高综合国力、实现工业化的根本保证。装备制造业具有产业关联度高、产品链条长、带动能力强和技术含量高等特点,是加快推进构建现代产业体系的重要组成部分。为进一步推进新疆地区装备制造产业发展,2013年11月,新疆自治区政府出台了《关于加快装备制造业发展的意见》,提出力争要到2020年把装备制造业发展成为支柱产业。

分布式电驱动车辆纵-横-垂向力协同控制

针对现有研究多采用经验工况划分、主动悬架力简单分配等轮胎力解耦控制方法,难以实现车辆性能最优化的问题,提出了分层式轮胎纵-横-垂向力协同优化控制系统,在制定上层行驶期望目标和下层执行控制策略的同时,重点研究了中层轮胎纵-横-垂向力优化分配。建立了融合轮胎负荷率和垂向力动态系数的统一优化目标函数,综合考虑了车辆行驶期望目标、轮胎附着极限和执行器特性等约束条件,最终解决了轮胎纵、横、垂向力的协同优化控制难题。基于Matlab/Simulink和CarSim的联合仿真结果表明,提出的分层协同控制系统能同时有效控制车辆行驶姿态和改善车辆操纵稳定性能。

深度混合动力电动汽车牵引力控制方法

提出了基于深度混合动力电动汽车的牵引力分层控制方法。上层控制中提出了基于动态滑模的驱动轮目标驱动力矩制定策略;下层控制中提出了电机转矩单独控制策略、基于转矩动态协调的发动机电机协调控制策略以及工况识别逻辑。最后开发了仿真和硬件在环试验平台,结果表明,本文方法能够快速、准确、平稳地实现对打滑车轮的控制,改善了深度混合动力汽车的起步性能、加速性能以及稳定性能。

资源开放共享的“北京模式”

北京市科委与首都高校、科研院所、企业共同实践形成了促进科技资源开放共享的“北京模式”。详细介绍了“北京模式”的探索与实施过程，归纳了“北京模式”的实践特点。在此基础上，综合运用技术创新管理学、经济学的相关理论，对“北京模式”的实践进行理论分析。

多工况适应的车辆质心侧偏角观测算法研究

研究汽车高速运行稳定性优化控制问题,在车辆稳定性控制中,质心侧偏角是衡量稳定性的重要指标,观测对于稳定性控制非常重要。针对目前车载多传感器信息的观测条件,为解决质心侧偏角观测的准确性、快速性和多工况适应性问题,提出了一种融合卡尔曼滤波和信号积分的质心侧偏角观测算法。观测算法充分考虑了车辆动力学特性,采用车辆运行过程的多种工况进行了算法设计及切换。最后在Matlab/Simulink平台上搭建了质心侧偏角观测仿真实验平台,通过多工况下的仿真,对所提出的质心侧偏角观测算法进行了仿真验证,结果表明能快速准确地矫正质心侧偏角,使稳态误差减小。

铁质破片的高光谱图像识别研究

高光谱成像凭借高的光谱分辨率、图谱合一、波段多的特点,能够为待分类目标提供多维的参考信息,从而提高分类精度。爆炸破片的识别回收能够为爆炸威力的评估和防爆措施的设计提供参考。针对当前破片检测中多采用可见光波段或红外波段等单个波段进行检测,忽略了破片目标与背景对不同波长的光有着不同的吸收程度,没有将多波段破片特征充分利用,为此结合高光谱检测手段,提出了一种空间分割结合光谱信息的爆炸破片识别方法。在实验室环境下,首先采集铁质破片、石头、树叶的高光谱图像,对采集的样本图像数据做预处理,包括去噪声以及黑白校正反演反射率信息等,感兴趣区域随机提取三类样本像素点共750个,随机选取600个点作为训练集其余作为测试集,通过训练后得到预测准确度分别为88%、88%、94%的决策树模型。其次模拟了铁质破片散落在含有石头树叶的沙土中的场景并采集其高光谱数据,通过前后级联的空谱融合方法,在空域经过图像增强和去噪等预处理之后,采用边缘检测结合区域生长以及形态学处理的方法对空间图像进行分割,得到沙土上有形态的目标,空间分割的交并比(IOU)达到93.5%,真阳率(TPR)达到97.4%;然后结合光谱域训练得到的决策树模型,对各个分割区域的每个像素点进行谱域的类型识别,参与分类的三类像素点个数分别为146172、50484、213438,识别准确度分别为87%、86%、96%;最后将分类结果可视化,以每个区域像素点最多的一类代表该区域类别,将目标破片与石子和树叶两种背景进行了准确的识别,以标定后的分割图像为标准,三类像素点个数分别为155502、52045、217794,识别率分别为94%、97%、98%。分析结果表明空间分割结合光谱信息的识别方法能够有效利用空间和高光谱的特征信息对铁质破片目标进行准确识别。同时验证了使用高光谱成像进行空谱联合识别爆炸破片的科学性以及可行性,对未来采用智能化识别破片的方式评估破片战斗部威力具有一定的实用意义。

基于Autodyn靶材优化的新型梳状靶破片测试技术

针对现有破片参数测试方案中测试结果易受到现场恶劣环境影响且无法有效测试中靶坐标的缺点,开展了基于Autodyn的靶材优化仿真与基于FPGA采集控制逻辑相结合的研究。设计研制了一种新型梳状传感破片参数测试系统,并进行了弹道枪破片射击及静爆测试试验,试验结果表明该测试系统可实现对破片测试速度最小衰减以及破片中靶坐标精准测试,其中系统测速精度误差小于1%,中靶坐标区域精度为50mm。

国家科技基础条件平台运行服务阶段关键问题探析

国家科技基础条件平台是我国特有的科技资源整合共享措施,属于科技创新支撑体系的一部分。经过近十年的建设,平台在"十二五"期间全面转入运行服务阶段,这意味着其运行模式出现了转变,一些新的问题在新的阶段显现,需要进行深入的讨论和研究。本文基于国家科技基础条件平台最近几年的主要进展,对平台投入、运行服务模式和运行保障等几个影响平台发展的关键问题进行探讨,提出建议和措施,为科技基础条件平台在运行服务阶段的进一步发展提供参考。

共轭涡旋光干涉位移测量拓扑荷优化实验研究

以共轭涡旋光干涉原理为基础,理论分析了干涉图像旋转角度和位移量的对应关系,利用光学仿真系统验证了理论的可行性。采用基于空间光调制器和改进型的马赫-泽德干涉仪组成的共轭涡旋光干涉测量系统,利用不同拓扑荷数的共轭涡旋光实验测量了纳米位移台的位移变化。实验结果表明,在位移量为100 nm、200 nm和250 nm的情况下,拓扑荷数为3时的相对误差最小,分别为2.19%、1.28%和1.27%。研究结果有助于提高基于共轭涡旋光干涉位移测量的精度。

超材料发展现状及应用前景分析

超材料（metamaterials）是一种人工电磁功能材料,由经过设计的金属微结构按既定的排布,镶嵌在树脂或陶瓷材料中构成,可实现对电磁波的调制,改变电磁波的传播方式等。该种材料可突破某些表观自然规律的限制,从而获得超常的材料功能,为新材料设计开发带来新的机会。作为一项诞生于2000年的新兴交叉学科,超材料曾两次入选美国《科学》杂志“世界十大科技突破”,并于2010年被美国《科学》杂志评为过去10年中人类最重大的10项科技突破之一。

基于涡旋光与球面波干涉的微位移测量研究

基于涡旋光与球面波的干涉原理,提出一种物体微位移的光学测量方法。改进马赫泽德干涉光路,其中一束光照射至空间光调制器产生涡旋光束作为参考光,另一束光经透镜变为球面波后照射至物体上,两束光干涉后干涉条纹呈螺旋状分布。当物体发生微小位移时两束光的光程差改变,螺旋干涉条纹发生旋转,通过干涉条纹的旋转角度可以确定物体的微位移量。经理论分析、仿真和实验证明:基于涡旋光与球面波干涉螺旋条纹旋转角度的变化能够实时监测物体位移量的变化,同时可以有效计算物体的微位移。实验中,测量物体的产生位移量为27 nm,通过涡旋光与球面波干涉螺旋条纹旋转角度的变化实际测得物体的位移为25.75 nm,误差为1.25 nm。