基于改进的DeepLabv3+图像语义分割算法研究

目前主流图像语义分割网络往往存在误分割、分割不连续和模型复杂度高的问题,不能灵活高效地部署于实际场景中。针对这一现象,通过综合考虑网络的参数量、预测时间和准确度,设计出一种优化DeepLabv3+模型的图像语义分割网络。骨干网络改用轻量级EfficientNetv2网络提取特征,提高参数利用率;在空洞空间金字塔池化模块中使用混合条带池化模块代替全局平均池化,引入深度可分离膨胀卷积,减少参数量和提高学习多尺度信息的能力;使用注意力机制增强模型表征力,提取骨干网络多条浅层特征,丰富图像的几何细节信息。实验表明,本文算法可达到mIoU为81.19%,参数量为55.51×106,有效优化了分割精度和模型复杂度,同时也提高了模型泛化性。

某型通用飞机机翼2.5D重构优化设计

为了扩展某型通用飞机机翼优化设计的工程应用范围,在巡航状态下RAE2822-TE翼型优化设计基础上,考虑到翼型本身结构的优化及径向分布,对机翼进行2.5D重构优化设计研究。根据某型通用飞机的低空飞行条件,设计出了集Hicks-Henne参数化、CFD数值计算和NLPQL优化算法为一体的翼型优化方案,将优化后的翼型按照原机翼参数对其进行8个剖面的重构建模。结果表明:优化后的翼型的升力系数和升阻比提升明显,俯仰力矩系数优于原翼型,具备更优异的气动特性;2.5D重构优化的机翼巡航升力系数提升了6.19%,巡航性能提升了2.27%,更好满足通用低速飞机的飞行需求,验证了二维翼型优化转三维机翼2.5D设计方法的合理性和实用性,有效引导工程优化设计思想。

翼型优化在电动飞机螺旋桨重构设计中的研究

为了扩展某型电动飞机螺旋桨优化设计的工程应用范围,在多种工况下RAF-6翼型优化设计的基础上,考虑到翼型本身结构的优化及径向分布,对螺旋桨进行重构优化设计研究。根据某型电动飞机的低空飞行条件,提出了集CST参数化、气动力计算和NLPQL优化算法为一体的快速翼型优化设计方法,优化了RAF-6翼型特殊工况的升阻特性,将优化后的翼型按照原螺旋桨的弦长和桨叶角等数据对螺旋桨进行8个剖面的重构建模,采用K-εRNG湍流模型求解雷诺平均方程的多重参考坐标系模型,与原始螺旋桨气动试验数据加以对比验证。结果表明:优化翼型的升力系数和升阻比提升明显,具备更优异的气动特性;重构优化的改进型螺旋桨最大效率为81.40%,最大拉力提升12.66%,更好满足电动飞机的飞行需求,有效引导工程优化设计思想。

船舶破舱横摇数学模型及理论分析

船舶在航行过程中有可能发生船体破损以至船体进水的情况。因此,应该考虑船舶的抗沉性和应对措施,使船舶在一定程度损伤后仍具有足够的航行能力。在对船舶对称破舱的情况进行分析的基础上,采用槽型水舱理论建立了船舶破舱后横摇的数学模型,并对不同破舱水位和流动阻尼情况下的船舶横摇特性作了仿真和分析。最后根据船舶破舱数学模型,讨论并给出了船舶破舱情况下系统的绝对稳定条件。

船舶减摇水舱设计研究

在介绍两种被动减摇水舱设计方法的基础上,通过对水舱中液体转动惯量的取舍问题进行讨论,在考虑减摇水舱中液体的流动的情况下,引入一计算水舱中液体转动惯量的修正系数。根据实际船舶参数按照上述确定水舱中液体转动惯量的方法给出了减摇水舱设计结果和对应的减摇效果仿真结果。在减摇水舱的设计中,为正确计算和评价被动水舱的减摇效果,提高了精度。为合理地确定减摇水舱通道的放大系数等减摇水舱设计参数提供了更合理的依据。

堆积煤等效导热系数的实验测定

运用热线法测定了堆积煤的等效导热系数，并通过对实验数据的处理得到了堆积煤层的等效导热系数、块煤导热系数与水分含量的通用关系式。

“船舶-双水舱”减摇系统设计及仿真

减摇水舱是一种广泛使用的船舶横摇减摇装置,由于船舶的空间非常宝贵,水舱体积不能太大。为了在船舶不同装载情况下达到满意的减摇效果,考虑安装两个固有频率不同的U型减摇水舱。针对这种情况,采用频率法结合实际船舶的布局条件,设计了双水舱减摇系统。对双水舱减摇系统和船舶原设计的单水舱的减摇效果进行了仿真对比,结果表明:在减摇性能上双水舱减摇系统优于单水舱,并且可以兼顾船舶的纵倾。

固化湿度对复合材料层合板力学性能的影响与分析

树脂基复合材料在固化过程中,环境湿度对基体和增强纤维固化成型的影响最直接的表现是复合材料件的强度。为了研究固化湿度(相对湿度)对复合材料层合板力学性能的影响规律,本工作以T3003K40B/1000(增强纤维)与LY1564SPT(基体树脂)为例,分别对固化环境湿度为30%和60%下固化成型的碳纤维复合材料层合板标准试样进行力学性能测试,并通过扫描电子显微镜对试样的断口区域进行检测扫描。检测及试验结果表明:在其他固化条件均一致的情况下,固化环境湿度为30%时的碳纤维复合材料层合板的拉伸、压缩强度值均高于固化环境湿度为60%时的碳纤维复合材料层合板;固化环境湿度为30%时的碳纤维复合材料层合板的层间结合效果较好;测试及分析结果可为技术人员进行相同材料的制备提供一定的参考依据。

一种无人机旋翼设计方法

为了提高多旋翼无人机的航时,本文提出了一种无人机旋翼设计方法。该方法根据给定的爬升速度、旋翼转速、拉力、旋翼直径、桨叶数、翼型,能够计算出最大力效旋翼的几何特性,包括弦长分布、桨叶角分布。利用该方法设计了某型无人机的旋翼,得到了桨叶角和弦长沿径向的分布。制作了旋翼模型,并且开展了旋翼台架试验。在不同转速下,测量出拉力、扭矩、功率、力效等参数,根据计算出的旋翼数据建模,采用多重参考系模型进行气动性能计算。经验证,试验结果与计算吻合,并且旋翼具有较高力效。

复合材料层合板孔挤压力学性能试验研究

复合材料结构件间的装配需大量孔加工,出、入口和孔内壁的加工损伤会严重削弱结构的抗破坏性,影响结构件的承载能力和服役时间,甚至导致严重的安全问题。为了研究复合材料层合板孔挤压力学性能及失效形式,对4 mm厚的碳纤维复合材料层合板标准试样进行孔挤压性能测试,并通过扫描电子显微镜(SEM)对试样的断口区域进行检测扫描。检测及试验结果表明:4 mm碳纤维复合材料层合板孔挤压平均强度值为745.71 MPa,失效形式为撕脱。

直流电机位置控制器参数优化研究

经典的整定方法不但过程繁琐,而且还不能保证整定的控制器是最优的。因此,为了获得满意的系统性能,本文将遗传算法寻优引入到直流电机位置跟踪系统控制问题中。采用遗传算法完成控制器参数的全局寻优,同时整定电流、转速和位置控制器的参数。仿真结果:引入遗传算法的PID控制器在系统的输出响应跟踪方面,且超调量基本没有,在保障系统稳定的基础上能够保证系统的控制效果,提高了系统性能,达到了实际工艺要求。仿真数据结果证明了本文所提出方法的有效性。

基于改进遗传算法的无人机航向控制器参数优化

本文在小型无人机航向控制中,应用改进的遗传算法对控制系统的PID参数进行全局寻优。针对遗传算法中个体的多样性衰减过快,易陷入局部最优特点,对遗传算法进行了必要的改进,以保证个体中的多样性和寻优的快速性。仿真结果:采用改进遗传算法的PID控制器具有更好的适应性,稳定性并且能够保证系统的控制效果,提高了系统性能。

一种应用于移动通信的新型六频段天线

提出了一种新型六频段天线。该天线根据对称偶极子的结构,采用带有衍生臂的片状臂作为偶极子的两个极,其中每个极由对称L形矩形弯折长臂和宽边矩形末端半圆形臂构成。通过HFSS软件仿真优化,其能同时工作在CDMA/GSM/DCS/PCS/UMTS/WLAN6个频段上,且具有较好的辐射方向性,能满足移动通信对多频段天线的需求。并且还具有外形轮廓平薄,重量轻巧,易于调校的特点,在移动通信领域有很广泛的应用空间。

孤立两叶螺旋桨风洞试验准定常数值模拟

为研究某型两叶螺旋桨的气动性能,对某型两叶螺旋桨进行了风洞试验及计算流体动力学(CFD)数值模拟。通过求解多重参考坐标系(MRF)模型下的准定常雷诺平均Navier-Stokes方程,计算了直径为960mm的某型两叶木质螺旋桨静态和动态的气动特性。并在西北工业大学NF-3风洞的三元试验段获得了该螺旋桨桨叶的拉力、扭矩、功率等气动性能数据。螺旋桨风洞试验与CFD数值模拟对比验证表明:基于MRF模型的数值模拟结果与风洞试验结果具有一致性,两者的螺旋桨拉力的偏差控制在5%以内,扭矩的偏差控制在10%以内,拉力功率比的偏差控制在6.08%以内,证明了CFD数值模拟对螺旋桨气动性能预测的准确性。本文可为通用电动飞机螺旋桨的设计与模拟验证提供参考。

一种实用的四旋翼飞行器姿态融合算法研究

在磁干扰环境下进行四旋翼飞行器姿态解算会影响姿态解算精度。为了减小磁干扰对俯仰角和滚转角的影响,提出基于扩展卡尔曼滤波(EKF)进行解算的改进方法。首先,基于EKF将加速度计的测量值作为观测量解算俯仰角和滚转角;然后,将加速度计和磁力计的测量值同时作为观测量,再次应用EKF解算偏航角,并在第二次EKF解算过程中加入可调节测量方差矩阵,自适应改变卡尔曼增益,调节观测量对状态预测的修正,减小磁干扰对偏航角的影响;最后,基于自主研发的飞控系统对该算法进行验证。验证结果表明:该算法能提高四旋翼飞行器在磁干扰环境下的姿态解算精度,增强四旋翼飞行器姿态融合算法的抗磁干扰性能。

我国西部地区绿色通航发展研究

针对我国西部地区绿色通航发展问题,利用SWOT分析法对其发展战略进行定性分析,然后对影响因素使用层次分析(analytic hierarchy process,AHP)法构造判断矩阵,并计算权重,最后进行一致性检验。在此基础之上,利用坐标法获得战略四边形。得出结论:在现有的空域条件下,我国西部地区绿色通航的发展应以多元化战略(ST)为主。选取优化策略,然后对我国西部地区绿色通航的发展进行了战略定位和战略选择,最后给出了战略实施对策。因此,本文的研究在一定程度上可以促进我国西部地区绿色通航的发展。

基于遗传算法和复合二次径向基函数的复合材料层合板自由振动分析

为了提高复合材料层合板自由振动分析的精度,采用无网格径向基配点法分析复合材料材料层合板的自由振动问题,径向基函数的形状参数对计算精度有很大影响。利用遗传算法对复合二次径向基函数的形状参数进行优化,用优化后的形状参数的复合二次径向基函数计算复合材料层合板的固有频率,计算结果与文献中的结果具有较好的一致性。遗传算法在形状参数优化方面具有很大的潜力,所提出的方法具有较高的计算精度。

我国电动飞机发展现状及建议

针对目前我国电动飞机的发展状况,在借鉴美国等航空产业大国发展经验的基础上,分析了国内外电动飞机发展政策和研究热点。结合国内电动飞机的研究进展和技术突破,分析了我国电动飞机发展存在的问题和认识上的误区,提出了我国电动飞机发展的建议。

电动飞机螺旋桨动平衡试验研究

电动飞机由螺旋桨产生拉力或推力,螺旋桨不平衡会导致电动飞机整机振动过大。为了降低螺旋桨不平衡振动,本文开展了螺旋桨动平衡试验研究。采用DYNAVIBE动平衡仪测量出电机架振动速度,并识别出不平衡位置。在不平衡位置加180°方向粘贴质量块,使振动速度降至0.3IPS以下。本文提出的方法可有效降低电动飞机螺旋桨不平衡振动,具有重要的推广应用价值。

基于无网格方法的碳纳米管自由振动分析

采用无网格方法分析了碳纳米管的自由振动问题。通过几个数值算例来证明本方法的收敛性。将不同长径比的碳纳米管的固有频率计算结果与公开文献的结果进行对比。对比结果表明:本文方法具有较高的计算精度,基于薄板样条径向基函数的无网格方法可以成功地分析碳纳米管的自由振动问题。