基于MGEKF的反辐射无人机末制导律设计

针对反辐射无人机攻击空中机动目标的特点,提出了一种利用MGEKF滤波算法估计无人机-目标接近速度信息的变结构导引律;该导引律利用变结构控制的干扰不变性特性,将目标机动看成是未知的有界干扰,实现了目标有界机动条件下视线角速度的零化;同时针对无人机和目标的接近速度信息不能直接测量的特点,对典型的目标运动模式进行运动状态估计;最后在无人机非线性六自由度仿真模型上仿真证明,其末制导精度优于传统广义比例导引律,且具有较好的工程应用前景。     

一种高空拦截导弹的自适应滑模制导律设计

针对使用传统的制导律拦截高空高速机动目标效果不佳的问题,提出了自适应滑模制导律;首先给出了比例导引律的具体算法,然后采用变结构控制理论,结合时变系统的特点,应用滑模自适应趋近律的概念,设计了导弹的自适应滑模制导律,并对其进行光滑处理,削弱了绕滑模的抖动;通过具体的仿真实例,表明了该制导律有更优良的弹道性能和鲁棒性,所需的控制能量更少,脱靶量更小,制导精度更高,相比传统的比例导引律,具有更强的实用性和有效性。     

基于dsp+fpga的导航制导一体化计算机设计

对于目前小型化导弹的发展趋势,文章设计了一种以DSP为核心算法处理芯片,FPGA为外围输入输出接口,可实现MEMS惯性导航与惯性、半主动激光制导,可进行PWM输出控制舵机的一体化计算机;文章对硬件设计给出了总体和分模块的详细描述,给出了软件设计的流程框图;设计实现了导航功能与制导功能的系统一体化与结构小型化,输入输出接口丰富。经过试验调试验证了其技术可行性。     

某型号瞄准制导仪中调制盘图案的设计

基于旋转调频调制盘的定位原理,研究了某型号瞄准制导仪中调制盘图案的设计特点。该调制盘的设计具有调制盘的转动中心与光学系统的光轴不同心,连续线性反映目标的偏离量,以及以直角坐标方式给出目标的方位信息等特点。设计了该调制盘的外、内调制光路的调频图案。外、内调制光路上的图案分别刻饰有三条光路,它们各自对应着6个不同的频率区域。给出了该调制盘确定偏离信息的原理和频率的计算方法。该调制盘可以线性地给出偏离中心的误差信息。     

激光驾束制导仪中调制盘的设计

介绍了激光驾束制导仪中调制盘的空间编码原理,阐述了调制盘的设计过程,采用单调制盘来缩小驾束制导仪的体积和重量。考虑到制导仪器实际工作的各种因素,设计了调制盘内、外码道的宽度,起止位置和5种频率值。给出了调制盘确定偏航信息的原理,表征导弹位置信息的调制系数和频率的计算方法。针对调制盘两场交接处的误码问题,提出了变角度设计方法,将各频率沿径向方向旋转45°,从而保证了5 ms的场周期,提高了制导精度。     

激光驾束制导仪中调制盘的设计

介绍了激光驾束制导仪中调制盘的空间编码原理,阐述了调制盘的设计过程,采用单调制盘来缩小驾束制导仪的体积和重量。考虑到制导仪器实际工作的各种因素,设计了调制盘内、外码道的宽度,起止位置和5种频率值。给出了调制盘确定偏航信息的原理,表征导弹位置信息的调制系数和频率的计算方法。针对调制盘两场交接处的误码问题,提出了变角度设计方法,将各频率沿径向方向旋转45°,从而保证了5 ms的场周期,提高了制导精度。     

寄生回路稳定性分析及制导控制相关设计方法研究

针对雷达制导系统由于隔离度及天线罩折射率导致的高空、低动压条件下寄生回路稳定性低的问题,提出了一种制导控制相关设计方法;首先建立了某型主动雷达制导地空导弹寄生回路线性化数学模型并分析了其稳定性;其次,提出了一种制导控制相关设计方法,即在法向过载控制系统设计时考虑寄生回路的影响;仿真结果表明基于制导控制相关设计方法得到法向过载控制系统可以大大提高寄生回路的稳定性,降低了制导系统对天线罩折射率的要求。     

基于激光光斑分时方法的弹目测角途径设计

提出了一种利用光电方法解决多发导弹测角的技术途径。示踪器向地面发射的脉冲光被跟踪目标的摄像机接收,解算出光斑和目标的偏角,形成制导修正依据;借助时序控制,使示踪器发光与相机曝光同步;设置各枚示踪器发光顺序,使摄像机每个曝光期内,只有目标或指定的导弹光斑进入,通过对像机视频图片的编组,可形成各枚导弹与目标的序列图片,实现各枚导弹独立制导。通过试验,在PM2.5指数为120的情况下,传输距离达到9 000 m,并实现100 Hz双光源切换,编码精度达到1 μs。该模式可满足探测距离和导弹区分。     

基于粒子群的高超声速飞行器闭环制导研究

对于高超声速飞行器的研究来说,凭借其超高的飞行速度和飞行高度,能够在短时间内飞行更远的距离。为了达到作战要求,需要规划整个飞行轨迹,而最为重要的便是上升段的制导问题。本文以X-33高超声速飞行器模型为研究对象,提出基于粒子群算法的闭环制导策略,实时修正飞行轨迹,使飞行器最终准确到达目标位置;并对该方法的可靠性进行了仿真验证。仿真结果表明,基于粒子群算法的闭环制导策略优化精度高,物理概念明确,能满足高超声速飞行器上升段的闭环制导需求。     

光学透明频率选择表面的设计研究

以氟化镁为基底材料, 采用基底、金属网栅与频率选择表面一体化设计方法设计了一种雷达波与光学波段双带通的结构. 利用模式匹配法对设计结构的传输特性进行了仿真研究, 并将设计结果与制备样件的测试结果进行了对比分析. 结果发现: 采用一体化设计的方法设计光学透明频率选择表面, 不仅能够快速得到电场基函数而且还能够准确预估其谐振尺寸, 从而在提高计算效率的同时避免了模式互作用零点的出现. 采用一体化设计方法获得了具有稳定滤波特性的光学透明频率选择表面, 为雷达/红外双模制导头罩的电磁屏蔽技术和隐身技术提供了一种有效技术方案. 关键词： 复合制导 频率选择表面 金属网栅 一体化设计     

Optimal guidance law design for impact with terminal angle of attack constraint

According to the requirements of the precision guidance of air-to-surface weapons with multiple constraints, a new optimal guidance law applying to attack the ground stationary target is designed. On the basis of dividing the 3D movement of the weapon into the movements of diving plane and turning plane, the relative motion of weapon-target is established first. Considering the conditions of miss distance, impact angle and terminal angle of attack, the general formulation of a new guidance law with an arbitrary system order is deduced by solving the Riccati equation of the quadratic optimal control. The approximate expressions of lag free system and first-order lag system are given. The validity of the optimal guidance law is verified by the comparable simulations of the characteristic trajectory. The simulation results shows that the optimal guidance laws satisfy the precision guidance with impact angle constraint as well as the angle of attack converges to zero at final time, which is important for warhead effect.     

对重整热力学第二定律理论体系的不同看法

阐述了对重整热力学第二定律理论体系的不同看法及拓宽热力学第二定律理论体系的整体构思。     

基于区域生长理论的波面解包算法研究

在移相干涉技术的相位计算中,周期函数arctan的相位值分布在[-π,π]之间,相位值分布的跃变形成了被压包后的波面。理想无噪声和边界形状规则的压包波面可以直接通过条纹扫描法进行解包。例如当被测物边界形状不规则和存在噪声(灰尘脏点)时,会导致干涉图上出现无效区域,必须采用不依赖于边界形状,能自动绕过无效区域的算法。采用区域生长法对这类干涉图进行了解包。通过编程计算表明,这种解包算法能解决光学检测中的几乎所有的干涉图处理问题。     

重整势力学第二定律理论体系的一种新方法

利用理想气体可逆过程的规律来建立热力学第二定律的理论体系并无必要。本提出一种新的方法。     

A study on the law of oxidation rate in GaAs-based VCSELs

In order to accurately control the oxidation aperture in high power vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs), the selective oxidation process is studied with experiments. Selective oxidation experiments are carried out upon the simulate wafer of VCSELs at different temperature. Oxidation products are examined at different oxidation depths of oxidation layer and each component content is analyzed. The results of the experiments are analyzed with the kinetics of thermal diffusion. The analyzed results show that the concentration of oxidant is e exponentially declined with increasing depth of oxidation in high-power VCSELs. The oxidation depth stability and precision can be improved by lowering the oxidation temperature and prolonging the oxidation time.     

基于热质运动概念的普适导热定律

根据爱因斯坦的质能等效关系式,热能具有的等效质量称为热质,从而在固态和气态介质中分别建立了声子气质量和热子气质量的概念.应用牛顿定律建立了含有驱动力、阻力和惯性力的热质(声子气或热子气)运动的动量守恒方程.由于热量在介质中的传递本质上就是热质(声子气和热子气)在介质中的运动,所以热质动量守恒方程就是普适的导热定律,能够统一描述各种条件下的导热规律.当热流密度不是很大从而热质惯性力可以忽略时,热质动量守恒方程就退化为傅里叶导热定律,这表明傅里叶导热定律是特殊条件下的导热定律,对于微纳尺度条件下的导热,热流密度可以极高,由速度空间变化引起的惯性力不能忽略,在稳态导热情况下也将出现非傅里叶导热,此时在计算或者实验中不能用热流密度除温度梯度求导热系数.在超快速加热条件下,必需考虑惯性力,与基于CV导热模型的波动方程相比,普适的导热定律增加了因速度空间变化引起的惯性力项,所以在介质中热波叠加时不会出现产生负温度的非物理现象,表明基于热质运动概念的普适导热定律更为合理. 关键词： 傅里叶导热定律 普适导热定律 热质运动 非傅里叶导热     

Direct conflict of Marcus theory with the law of conservation of energy

Marcus theory is a well‐known kinetic theory developed by Rudolph A. Marcus in 1956 for outer sphere electron transfer reactions according to the solvent polarization, which has been extensively used to describe the kinetics of various chemical reactions. However, when Marcus theory was examined with scientific principles, it is found that Marcus theory directly conflicts with the law of conservation of energy. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

关于热力学第三定律的能斯特思考

阐明能斯特关于热力学第三定律的思考是大胆的,也是符合逻辑的。     

基于(火积)理论的轧钢加热炉壁变截面绝热层构形优化

基于绝热过程(火积)耗散极值原理, 分别在对流传热和复合传热(对流和辐射传热)边界条件下, 对轧钢加热炉壁变截面绝热层进行构形优化, 得到(火积)耗散率最小的绝热层最优构形. 结果表明: 与等截面绝热层相比, (火积)耗散率最小的变截面绝热层整体绝热性能更优. 热损失率最小和(火积)耗散率最小的绝热层最优构形是不同的. 热损失率最小的绝热层最优构形使得其能量损失减小, 而(火积)耗散率最小的绝热层最优构形使得其整体绝热性能提高. (火积)耗散率最小和最大温度梯度最小的变截面绝热层最优构形差别较小, 此时(火积)耗散率最小的绝热层最优构形在提高绝热层整体绝热性能的同时也提高了其热安全性. 基于(火积)理论的绝热层构形优化为绝热系统的优化设计提供了新的指导.     

变厚度聚焦换能器对声焦域轴向长度影响的研究

针对不同厚度的病变组织,改变声焦域轴向长度能提高高强度聚焦超声在临床治疗过程中的安全性和有效性。基于多频超声波叠加原理,该文提出了变厚度(多频)聚焦换能器,并设计了两种类型变厚度聚焦换能器。根据瑞利积分法推导了变厚度聚焦换能器声场,计算和分析了变厚度聚焦换能器的声焦域轴向长度,并与等厚度(单频)聚焦换能器声焦域轴向长度进行对比。结果显示,变厚度聚焦换能器中心到边缘的厚度变化趋势与声焦域轴向长度变化相关,中间薄两边厚换能器声焦域轴向长度缩短,中间厚两边薄换能器声焦域轴向长度变长,且实验验证了理论的正确性。研究结果可为变厚度聚焦换能器声场研究和高强度聚焦超声的临床治疗提供参考。