基于多特征融合与ROI预测的红外目标跟踪算法

针对当前红外目标检测与跟踪算法存在场景自适应能力弱、专用性强,以及在大视场条件下,首帧图像中小目标误检率高的问题,提出一种红外序列图像目标自适应阈值分割、检测与跟踪方法.选取目标移动速度、目标轮廓的面积和周长、以及自适应分割阈值与感兴趣区域位置为动态变量,建立动态决策准则.采用首帧目标检测算法计算出序列图像的第一帧图像目标的静态变量和部分动态变量,再采用改进的局部自适应阈值分割算法分割后续帧图像,然后利用静态与动态决策准则筛选出分割后的真实目标,最后计算并更新动态决策准则.红外靶标测试结果表明:该方法对不同场景具有较好的适应性,四个场景平均跟踪准确率为95.81%,微机平台平均每帧处理时间为10.93ms,嵌入式平台为26.79ms.     

珊瑚砂应变率效应研究

为研究应变率对珊瑚砂力学特性的影响，用直径37 mm的分离式Hopkinson压杆（SHPB）对两类珊瑚砂进行了冲击实验，得到了460~1300 s?1应变率范围内不同密实度的一维应变压缩应力-应变关系；结合准静态（10?4 s?1）压缩的实验结果，发现珊瑚砂存在明显的应变率效应；通过对比两类砂物理特性，认为应变率敏感性与内孔隙和粒间摩擦密切相关；提出了率型本构模型中动态增强系数的计算模型，可为珊瑚砂在冲击下的数值计算提供理论依据。     

柔性铰柔性杆机器人动力学建模、仿真和控制

本文探究了铰柔性对机器人动力学响应和动力学控制的影响. 首先, 建立由$n$个柔性铰和$n$个柔性杆组成的空间机器人模型, 运用递推拉格朗日动力学方法, 得到柔性机器人系统的刚柔耦合动力学方程. 在动力学建模过程中, 除了考虑杆件的拉伸变形、弯曲变形、扭转变形以及非线性耦合变形对机器人系统动力学行为的影响, 还考虑了铰的柔性对机器人动力学响应和控制的影响. 其中, 柔性铰模型是基于Spong的柔性关节简化模型, 将柔性铰看成线性扭转弹簧, 不仅考虑了铰阻尼的存在, 还考虑了柔性铰的质量效应. 其次, 编写了空间柔性铰柔性杆机器人仿真程序, 研究铰的刚度系数和阻尼系数对系统动力学响应的影响. 研究表明: 随着柔性铰刚度系数的增大, 柔性机器人的动态响应幅值减小, 振动频率变大. 随着柔性铰阻尼系数的增大, 柔性机器人的动态响应幅值减小, 振动幅值的衰减速度变快. 可通过调节柔性铰的刚度和阻尼来减小柔性铰柔性杆机器人的振动, 因此铰阻尼的研究具有重要工程意义. 最后, 研究了铰柔性在机器人系统动力学控制中的影响. 在刚性铰机械臂和柔性铰机械臂完成相同圆周运动时, 通过逆动力学方法求解得到两种情况下的关节驱动力矩. 研究表明: 引入柔性铰会使控制所需的驱动力矩变小, 对机器人控制的影响显著.      

激波诱导火焰界面失稳的并行化学加速计算

在带有详细化学反应机理的可压缩反应流数值模拟中，化学反应源项的计算会极大增加计算时间，基于建表技术的化学加速算法可以通过查找数据表中的数据来替代化学反应计算，从而有效提高计算效率，但数据表尺寸的过度增长会导致计算的中断.文章提出了基于两种数据表容量控制策略的并行动态存储/删除算法，并在激波诱导火焰界面失稳的数值模拟中进行了应用，以考察算法的性能.两种数据表容量控制策略分别为单表容量（M_sin）控制和总表容量（M_tot）控制，当单个数据表尺寸达到M_sin或总数据表尺寸达到M_tot时，对数据表进行节点删除，以保证计算的正常进行.计算结果表明，文章提出的基于表容量控制的并行加速算法，其计算准确度和计算效率之间存在关联，具有较好计算准确度算例显示了较高的计算效率.在不同的M_sin和M_tot条件下，计算的化学加速比在2.73~3.93之间.两种表控策略的组合影响了数据表删除的频率和删除之间的同步性，当数据表删除频率小、删除同步性强时，化学加速比要更高.      

理想气体p-V图上直线过程的温度与热量变化的分析

利用热力学第一定律对理想气体p-V图上的四种直线过程进行了分析,讨论了直线过程中温度与能量的变化情况.     

基于圆载频干涉图相位解调技术的点衍射干涉术

为测量光学系统出射波前以及动态波前,提出一种基于圆载频干涉图相位解调技术的点衍射干涉术。在传统点衍射干涉仪中调整点衍射板轴向离焦量引入圆载频,通过二阶极坐标变换可以将圆载频干涉图转换为具有准线性载频特征的干涉图,从而在频域中将连续频谱转换为准离散谱,采用傅里叶变换法即可提取相位。仿真波面为利用36项Zernike多项式随机生成,在离焦17λ条件下相位恢复误差的均方根值为0.002λ。实验测量了F/10标准镜头岀射波面,测量结果与SID-4波前探测器一致;实验还实现了有机玻璃材料吸收特性的动态检测。因此采用该技术能够实现光学系统的检测以及动态波面实时测量。     

基于ARM和物联网技术的TVOC监测系统的设计

针对化工企业TVOC(总挥发性有机化合物)的排放点多、环境潮湿、布线困难、甚至要求防爆等特点,特设计了智能TVOC实时监测系统,以STM32处理器为核心实现环境气体的抽取、水气分离、传感器的数据采集、自校等控制;为了实现远程监测并减少流量费用,在每个厂区以无线传输技术实现数据的汇聚,并以GPRS技术实现与多个中心平台对接;经现场长期运行,检测误差小于0.3%,数据接收率达到99.96%以上,系统运行稳定可靠,为大气监测和治理起到重要作用。     

基于无网格点插值法的旋转悬臂梁的动力学分析

将基于多项式点插值的无网格方法用于旋转悬臂梁的动力学分析. 利用无网格点插值方法对柔性梁的变形场进行离散, 考虑梁的纵向拉伸变形和横向弯曲变形, 并计入横向弯曲变形引起的纵向缩短, 即非线性耦合项, 运用第二类Lagrange方程推导得到系统刚柔耦合动力学方程. 与有限元法相比, 该方法只需节点信息, 无需定义单元, 具有前处理简单的优势; 构造的形函数采用更多的节点插值, 具有高阶连续性. 将无网格点插值方法的仿真结果与有限元和假设模态法进行比较分析, 验证了该方法的正确性, 并表明其作为一种柔性体离散方法在刚柔耦合多体系统动力学的研究中具有可推广性.     

纳米多晶铜的超塑性变形机理的分子动力学探讨

在聚能装药爆炸压缩形成射流的过程中, 伴随着金属药型罩的晶粒细化, 从原始晶粒30-80 μm细化到亚微米甚至纳米量级, 从微观层面研究其细化机理和动态超塑性变形机理具有很重要的科学意义. 采用分子动力学方法模拟了不同晶粒尺寸下纳米多晶铜的单轴拉伸变形行为, 得到了不同晶粒尺寸下的应力-应变曲线, 同时计算了各应力-应变曲线所对应的平均流变应力. 研究发现平均流变应力最大值出现在晶粒尺寸为14.85 nm时. 通过原子构型显示, 给出了典型的位错运动过程和晶界运动过程, 并分析了在不同晶粒尺寸下纳米多晶铜的塑性变形机理. 研究表明: 当晶粒尺寸大于14.85 nm时, 纳米多晶铜的变形机理以位错运动为主; 当晶粒尺寸小于14.85 nm时, 变形机理以晶界运动为主, 变形机理的改变是纳米多晶铜出现软化现象即反常Hall-Petch关系的根本原因. 通过计算结果分析, 建立了晶粒合并和晶界转动相结合的理想变形机理模型, 为研究射流大变形现象提供微观变形机理参考.     

预制破片冲击起爆裸炸药的理论分析

为了研究球形、圆柱形和正多棱柱形预制破片冲击起爆裸炸药的规律,利用Mathcad软件,基于Held高能炸药冲击起爆u2 d判据进行了理论计算与分析,着重比较了破片的质量、密度、形状、长径比、棱数等对冲击起爆裸炸药特性的影响,并与AUTODYN的仿真结果进行了比较。结果表明:对于球形破片,直径一定时,破片密度增大,质量增加,起爆能力增强;相同材料和直径的球形破片与长径比为1的圆柱形破片相比,圆柱形破片的起爆能力优于球形破片。对于圆柱形和正棱柱形破片,密度和质量一定时,随着长径比的增加,破片的起爆能力下降;正棱柱破片的棱数增加时,起爆能力降低,当棱数趋于无穷时,效果趋近于相应的圆柱形破片。