基于单一元件产生太赫兹无衍射波束技术研究

提出了一种新型的光学元件,可以产生与元件具有一定距离的无衍射波束。普通轴棱锥的横截面为等腰三角形,通过在两个腰上限定抛物线进行元件设计,采用3D打印技术制作了不同结构参数的光学元件。角谱理论的仿真计算结果以及在0.1 THz频率下进行的实验结果,都清晰地表明了产生的无衍射波束与元件之间具有一定距离。利用空间频谱对元件的波束行为进行分析,结果表明,该元件产生了一种新型的无衍射波束,根据元件的空频形状,将元件产生的无衍射波束命名为“梳状空频无衍射波束”。

基于虚拟仪器技术的船舶电场仿真与信号生成研究

水下电场半实物模拟是研究船舶水下电场特性、验证水下电场感知装置性能和特征检测算法效果的重要手段。本文围绕电场半实物模拟需求,将电场数学模型与虚拟仪器技术相结合,基于LabVIEW平台开发了一套船舶电场模拟装置,可将船舶数学模型仿真信号转化为可被物理感知的电压信号。将船舶电场等效为水平电偶极子模型,基于LabVIEW语言开发测控软件界面,底层调用偶极子电场模型动态链接库文件实现电场信号的数值计算,利用数值信号驱动24位D/A卡产生模拟电压信号,实现船舶电场信号的物理生成。经实验验证,船舶电场模拟装置可实现典型海洋环境下运动船舶电场信号的物理输出,输出信号曲线与模型计算曲线吻合,可为船舶电场测试以及相关算法验证等提供信号输入。

工业厂房建筑主体结构施工关键技术研究

工业厂房建筑工程施工内容多,并且具有较强的专业性与复杂性,为了保证工业厂房建筑主体结构施工质量,需要施工企业加大对施工关键技术的研究力度,了解每道施工工序的施工要点,不断积累工业厂房建筑主体结构施工经验,为高质量完成工业厂房建筑主体结构施工打下重要基础。基于此,本文将对工业厂房建筑主体结构施工关键技术研究进行深入探析,以供专业人士借鉴。

航空发动机气路故障静电监测技术研究

航空发动机气路中任一部件的故障都会严重影响发动机的性能,甚至造成严重后果。本文研究了基于静电监测机理的发动机气路碎屑监测技术,设计了一套航空发动机气路故障静电监测系统,并在发动机模拟试验台上进行了两种典型故障模拟试验。研究表明,该系统通过监测发动机排气颗粒的静电电荷水平和变化规律,可判断发动机气路部件的故障情况,为发动机故障诊断和健康管理提供关键技术手段。

水下电场测量技术研究综述

水下电场具有场源复杂、动态范围大、频带宽的特征,高精度观测难度大,对观测方式、测量传感器、仪器装备和信号处理方法均提出了较高要求。水下电场测量技术广泛应用于水下目标探测、地球物理勘探、深部地质构造研究和物理海洋等多个学科领域。文中简要回顾了水下电场测量技术发展历程;总结了国内外研究现状;归纳了水下电场测量技术研究中的关键问题与难点;综述了水下电场测量技术相关设备、平台和信号处理方法;分别列举了在水下目标探测、地球物理勘探、深部地质构造研究和物理海洋观测等多个学科领域代表性的应用案例;分析了当前水下测量技术存在的问题与不足;在此基础上展望了技术发展前景,提出了部分建设性建议。

测控技术与新一代信息技术深度融合发展研究

新一代信息技术不仅引起人们生活方式的变革,也从深层次助推各产业的技术革命。从信息技术的发展历程分析,测控技术不仅是新一代信息技术的基础,更是新一代信息技术的智能化保障。同时,新一代信息技术也必将助推测控技术的变革和提升。在现状与分析的基础上,通过溯源CPS、LVC、AI及DI的根源和本质,提出测控技术与新一代信息技术深度融合发展的路径,给出了融合实例,表明了深度融合的科学性和有效性。

融合改进人工蜂群的UKF算法研究

针对无迹卡尔曼滤波(UKF)算法在状态估计时异常系统噪声协方差矩阵影响滤波性能的问题,提出一种利用改进人工蜂群优化UKF的算法。首先,在UKF算法过程中引入IABC算法对系统噪声协方差矩阵寻优选择,从而实现自适应调节系统噪声协方差矩阵,提高估计精度;其次,对传统ABC算法采用Circle混沌初始化策略,增加人工蜂群初始种群的多样性;同时采用偏好随机游动策略,平衡算法的开发与探索能力,增强算法的稳定性;最后,通过动态扰动因子策略增强算法后期寻找最优解的能力,提高收敛速度,进一步优化算法性能。实验结果表明,相较于ABC算法,IABC算法在寻优性能上有明显提升。同时,通过对比UKF算法和IABC-UKF算法,验证了IABC-UKF算法的可行性,其位置均方根误差不大于1.4 m,表明该算法滤波效果较好且误差波动小,能够有效提高估计精度。

航空装备通用基础测试体系研究

构建航空装备通用基础测试体系是未来实现有重点、有计划、成体系、分阶段稳步开展航空装备通用基础测试技术研究的前提和基础。简要分析了航空装备通用基础测试体系的概念和研究意义,构建了由技术谱系、产品谱系和标准谱系构成的航空装备通用基础测试体系架构,并分析了信息感知、数据采集、数据交换、测试数据应用、测试仪器、通用测试软件系统、虚拟测试、智能和诊断测试等技术谱系架构的实现方案,希望能够为航空装备通用基础测试技术发展提供参考。

电传飞控系统地面试验评价技术研究

地面试验评价是提高地面试验效能的有效措施,国内在电传飞控系统地面试验中未见应用。通过研究基于试验内容、试验方法、试验过程、试验数据处理等维度的电传飞控系统地面试验评价指标体系,建立了地面试验知识模型库,开展了密切值评价法、相关性矩阵法、专家打分法在电传飞控系统地面试验评价应用中的技术研究,给出了每种方法的计算公式和应用实例,总结了3种方法在实际应用中的选用原则。通过电传飞控系统地面试验评价技术的应用,可以提前发现试验方案的缺项,尽早开展优化工作,降低试验风险,提高试验效能。

基于超声的标准发动机动态燃速测试技术

以标准发动机的动态燃速测试技术为研究对象,应用超声测厚原理获取固定声速点火条件下的发动机动态燃速、压强数据;分析提出一种基于特征点的动态燃烧信号辨识方法,获取发动机点火过程中推进剂退移厚度与时间变化数据;通过试验的方法建立常温状态不同压强下的声速校准模型,结合测试过程压强数据计算得到发动机点火过程中超声的实时声速,代入前期在固定声速条件下获取的推进剂退移厚度与时间数据中,通过求导获取点火过程中发动机的实时燃速。计算结果表明:基于超声的动态燃速测试方法能够实现整机的动态燃速测试,具有较高的时间分辨精度,其中基于超声的动态燃速测试燃烧时间与传统压强-时间曲线计算得到的燃烧时间误差为0.235%。此外,对比发动机点火后压强-时间与动态燃速-时间曲线发现,发动机建压完成后的动态燃速与压强曲线变化趋势呈一定相似性。

固体发动机静强度试验虚拟装配技术研究

目前固体发动机静强度试验设计主要基于二维制图软件,存在二维图纸可视化程度差、工艺文件指导性不足、装配效率低等问题。针对上述问题,以Creo软件为平台,对虚拟装配技术在静强度试验中的应用进行研究。主要介绍了试验工装、安装工具和装配人员的三维建模和标准化管理;利用虚拟装配技术对试验装配方案进行仿真。通过干涉检测和人机工程仿真对方案和流程进行分析提前发现潜在的风险和设计缺陷,对装配工艺进行优化和改进,最终形成装配视频用于指导现场人员安装。通过在固体发动机壳体静强度试验中的应用表明,该方法可以对装配流程进行仿真,验证工艺流程的合理性和可行性,有效指导试验装配,提高装配效率和安全性。

激光多普勒测振技术在固体火箭发动机试验中的应用研究综述

激光测振技术以其高精度、非接触等优点应用于各个领域。本文介绍了激光三角法、全息干涉测量法、激光散斑干涉法和激光多普勒法等主要的光学测振方法,并重点介绍了激光多普勒测振技术在固体火箭发动机振动测量试验中所遇到的问题——散斑噪声。针对存在的问题,本文对当前常用的降噪方法进行了总结。

高温高压环境下RP-3航空煤油单液滴的加热与蒸发特性研究

RP-3航空煤油是当前国内最常用的商用喷气燃料,煤油液滴在航空发动机燃烧室中的蒸发直接影响燃料的雾化效果、空燃混合气的形成和燃烧质量。本文以单个RP-3航空煤油液滴为研究对象,选取正十二烷、2,5-二甲基己烷、甲苯作为替代燃料,提出了一个考虑自然对流效应的高温高压环境下多组分液滴蒸发模型。利用自主搭建的试验装置得到了环境压力为1MPa、环境温度为473~673K下RP-3煤油单液滴在蒸发过程中的液滴直径变化。模型预测结果与试验结果的对比验证了模型的准确性。通过模型预测了不同环境参数下三组分替代物液滴直径、内部温度分布、各组分质量分数分布和液滴寿命等参数的瞬态变化,定量分析了不同高温条件下环境压力对单液滴蒸发特性的影响。结果表明,液相内部的传热传质会影响多组分液滴的蒸发速率,且液相扩散阻力造成了液相内部组分质量分数与温度空间分布的不均匀性。环境压力对RP-3煤油液滴蒸发寿命的影响随环境温度的变化而变化。当环境温度低于正十二烷的临界温度(658.25K)时,液滴寿命与环境压力的关系不是单调的,液滴寿命随环境压力的增加先增后减;而当环境温度超过658.25K时,液滴寿命随环境压力的升高而单调减小。这是因为在高温高压环境中,环境压力的升高能显著增大自然对流传热传质强度,而自然对流超过一定强度时,能明显促进液滴蒸发。上述研究有利于认识液滴内部组分扩散过程,从源头上为未来高性能低污染发动机的优化设计提供依据与参考。

冷气模拟火箭级间分离试验憋压过程仿真研究

级间热分离是固体火箭飞行过程中的核心技术之一,传统的“三合一”试验通常包含了上面级发动机、伺服机构和分离系统三个主要分系统,对实际工程研制来说成本高、周期长,只可用于系统级性能验证试验,不适用于摸索性质的研制性试验。以冷气模拟火箭级间分离试验这一新型地面试验方法为研究背景,结合理论模型、数值仿真以及地面试验验证,对级间分离初始憋压阶段的内流场进行仿真,揭示级间段内气体压强变化规律,阐明冷气模拟火箭级间分离的试验机理,并通过数值模拟分析研究不同蓄压罐初始压力、不同蓄压罐容积、不同管道面积以及不同的级间段容积对气体压力变化的影响,为冷气模拟级间分离试验的设计提供解决方法。

碳化硅MOSFET并联技术研究

碳化硅功率器件具有更高的开关频率和耐压特性,为了提高碳化硅功率驱动的过流能力,同时降低引线电感,设计一个由4个碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)并联的驱动模块。详细介绍了栅驱动器原理、印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)布局以及静态和动态均流性能波形,通过分析验证了电阻等器件参数的差异对均流的影响。

表贴式永磁电机转子偏心下齿槽转矩研究

在工程实践中,表贴式永磁电机转子偏心难以避免。转子偏心导致气隙磁场发生畸变,进而影响齿槽转矩。该研究旨在通过一种基于子域法的磁场解析模型,探讨转子偏心对表贴式永磁电机性能的影响。将电机二维平面分为若干子域,通过结合边界条件求解方程组,获取了磁场分布及齿槽转矩。研究对比了子域法模型与有限元法计算气隙磁通密度和齿槽转矩的结果,并分析了样机在偏心条件下的齿槽转矩,结果显示在偏心率较低时,样机转矩提升量与其偏心率呈正比例。文章通过样机实验验证了模型的准确性。通过该模型可在设计阶段估算转子偏心带来的影响,为电机的设计工作提供了有力的参考依据。

基于虚拟仪器技术的计算机测控实验平台研究

文章针对当前院校实验室的情况,提出基于虚拟仪器技术的计算机测控实验平台的构建。在有关计算机测控教学中运用该实验平台,不仅可以用图形来表现基本理论内容,还可以对数据采集、温度测控、信号滤波等经典内容进行生动的验证,进而促进实验内容的丰富化,并降低了相关经费成本。

计算机测控系统EMC技术研究与实践

本文在计算机测控系统的基础上对EMC理念进行探讨。通过研究项目中EMC的实践应用的介绍,不仅在线测试了关键元器件的品质,还对提高系统传输通道的稳定性进行了研究,进而实现EMC在应用软件中可靠性的分析,以期为今后EMC技术的研究与实践提供一定建议。

基于单片机的智能车控制系统研究

在科学技术发展过程中,对智能车辆的研究逐渐深入。采取设置各种传感器与控制芯片的方式,可以让智能车实行自主巡航等功能,不需要人工干预就可以按照规定路径行驶。在智能车中配置传感器可以获取位置信息和外部环境引导信息,并具备自主巡航功能,需要对智能车控制系统与外部导航进行研究与开发。本文主要对基于单片机的智能车控制系统进行研究,以STC89C52为主芯片,通过软硬件等设计,让智能车具备前进、后退、转向和避障等功能。

形状记忆合金力学性能及在变体结构中的应用研究

形状记忆合金(Shape Memory Alloys,SMA)由于其特有的形状记忆效应(Shape Memory Effect,SME)被大量研究和广泛应用。基于SMA的Müller-Achenbach-Seelecke模型进行了单根SMA丝的回复力数值计算验证,并设计了一种SMA丝驱动器应用于机翼变后掠角结构中,完成了机翼连续后掠偏转的原理、方案和具体的结构设计,并加工制备了后掠机翼模型;同时为了实现机翼后掠角变化的精确控制,采用PID控制方法设计了SMA温度与偏转角度双路信号反馈的闭环控制系统,完成了对机翼偏转的控制。实验结果表明,机翼可实现45°的偏转,偏转至设定角度后的平均稳态误差控制在±0.3°以内,实现了对偏转角度的精确控制。