高精度光纤陀螺的分辨率测量

系统介绍了在单轴转台上测量高精度光纤陀螺分辨率的方法。该方法以GJB2426—95对光纤陀螺分辨率的定义为依据，以地球自转水平分量的余弦分量为陀螺的输入量，提出了一种正交三点寻北法。分析了光纤陀螺输出信号的特征，提出用对称测量法消除陀螺零偏并减小零漂对测量的影响。最后用IEEE推荐的测量不确定度评定方法对测量结果的不确定度进行了严格的评定。     

μ检验法测量陀螺阈值

为了能高效、准确地测量陀螺的阈值,介绍了一种“正交多点”的对准方案和基于数理统计原理测量陀螺阈值的方法,并且分析了该方法的测量不确定度。     

AFOBB测量技术的火炮实验研究与应用

鉴于光纤通讯技术的迅猛发展,光纤及其无源器件、半导体激光器、光电探测器件及其应用技术日臻完善,以及配套测试仪器性能的极大提高,在火炮上开展了基于激光光束遮断原理的全光纤测量技术的实验研究。设计组建了精密测量火炮弹速的AFOBB（AllFiber Optical Beam Breakout）测量系统,完成了数十发动态考核实验。对实验结果的处理与统计分析表明,火炮AFOBB测速系统完全满足精密物理实验的测试精度及可靠性要求,速度测量的相对扩展不确定度小于0．5％。     

PVDF在动态应变测量中的应用

研究了用PVDF压电薄膜进行动态应变测量的原理和方法,在单向应变块上对两种PVDF应变片的应变电荷常数进行了标定,并对一维应力杆中的应变波形进行了测量。实验给出了较好的测量精度。研究结果表明,PVDF应变片在动态应变测量中具有很好的应用潜力。     

反射式全光纤激光测速法在气炮实验中的应用

建立了用于一级轻气炮弹速测量的全光纤激光光束反射测量系统(All Fiber Optical Beam Reflectance简称AFOBR)，进行了弹速动态测量实验，并与传统的电探针测速技术进行对比。结果表明：与传统的电探针测速技术相比，AFOBR测速系统具有较高的测速精确度和可靠性，其速度测量的相对扩展不确定度小于等于0．5％。     

转矩转速测量装置示值引用误差测量不确定度评定

指出了JJG924-1996《转矩转速测量装置》中对转矩转速示值测量不确定度评定时存在的4 个问题. 同时给出了对转矩转速示值引用误差进行测量不确定度评定的一种新方法，给出了一个 实例来说明该方法的具体应用.     

电流比较仪电桥在静电陀螺转子位移测量中的应用

用耦合电感原理研究了电流比较仪电桥非平衡测量的原理及特性,导出了在不同激励信号(电压或电流)和不同输出信号(电压或电流)情况下电桥测量输出的表达式,并据此提出了现有静电陀螺转子位移测量电路的改进措施.研究表明,采用电流输出模式时,变压器的电感大小对检测结果没有影响,且能消除后续电路输入端寄生电容的影响;电流激励、电流输出模式具有最好的综合性能,但高精度交流恒流源的实现较为困难;电压激励、电流输出模式兼具两者的优点,是比较仪电桥较为理想的工作模式.     

柔度方程在COD法测量疲劳裂纹长度中的应用

简介了COD技术测量裂纹长度的理论标定式.通过一套高精度的柔度测量系统,对GC4高强钢的两和热处理制度的CT试样进行了裂纹测量标定。调整柔度——裂纹表达式中的弹性模量E′,获得了高精度的实验柔度——裂纹(即BE′V/P-a/W)标定曲线.由实验观察提出了对BEV/P取对数的多项式标定函数,它此广为采用的以1/[(BEV/P)1/2+1]为项的多项式简单,无论是与理论计算值还是与实验值进行对比,前者均优于后者。     

PVDF探针在低压测量中的应用

应用两种以PVDF膜为敏感元件的探针分别测量了某平面冲击装置的冲击波出减压层波形和减压层与铁电陶瓷之间的界面压力。得到冲击波到达时间总平均值为48．696μs，标准偏差为0．147μs，极差为0．409μs；得到减压层与铁电陶瓷之间的界面平均峰值压力为3.449GPa。为此冲击装置的结构性能改进提供了参考数据。     

激光照明狭缝高速摄影系统及其应用

为解决常规武器靶场全天候测量弹丸运动姿态问题,利用激光技术和双镜头狭缝相机,研制了一套改进型激光照明狭缝高速同步摄影系统。简述了系统的结构、技术指标与基本功能。阐明了常规弹丸速度测量原理,讨论了速度测量的数据处理方法,给出了动能子弹极限速度的定量数据,并对速度数据的不确定度进行了分析。结果表明:系统性能可靠,测试精度高,实现了常规靶场全天候测量。     

光电积分式陀螺经纬仪用于发射阵地定向误差分析

为实现导弹快速精确的发射,必须准确标定导弹发射阵地基准射向。陀螺经纬仪的使用可有效标定阵地射向,同时陀螺经纬仪系统误差又使阵地基准方向产生偏差。在确定各种系统误差的基础上,对陀螺经纬仪系统误差中的第一项进行了分析,推导出其后三项引起导弹发射阵地定向的方位误差模型,定量分析了其对导弹落点横向偏差的影响,并进行了仿真。仿真数据为不同射程导弹对系统误差的具体指标要求提供了依据,为下一步研究光电积分式陀螺经纬仪在导弹发射阵地快速、精确定向奠定一定的基础。     

抛投式机器人高过载弹射泡沫塑料的共振吸能特性

针对抛投式机器人弹射过程中存在的高过载问题,使用缓冲材料对机器人进行减过载处理。讨论了缓冲材料在高过载情况下的吸能特性,根据抛投式机器人缓冲保护壳的结构和缓冲材料的性质,建立了单自由度支座激励系统数学模型,并对其系统固有频率和放大系数进行了分析。利用弹射器内弹道加速度测量系统测量了弹射器的激励曲线和机器人在缓冲材料作用下的响应。实验结果表明,当缓冲系统的固有频率与弹射器的激励频率接近时,系统产生共振,机器人所受过载增加。通过调整缓冲系统的参数,改变其固有频率,使系统放大系数小于1,避免产生共振。

     

Research progress on hydrodynamics of high speed vehicles in the underwater launching process

高速航行体水下发射水动力学研究, 是具有重大工程应用背景的前沿基础问题.与之紧密相关的非定常空化流动, 特别是空泡稳定性、溃灭等问题, 是影响发射载荷及安全性的关键.本文首先简述了这一领域的主要科学问题, 归纳了主要控制参数和影响方式; 之后针对非定常空化流动问题, 综述了已有的实验观测手段及数值模拟方法; 总结了空泡发展、稳定性、溃灭及流动控制等重要物理机制、模型及各因素相互作用规律; 最后展望了该领域仍存在的主要科学问题与未来发展趋势.     

动基座传递对准非线性滤波器的设计及应用

在非线性、非高斯条件下进行动基座传递对准,如果采用卡尔曼滤波会出现误差较大甚至发散的问题。本文引入强跟踪自适应滤波器,建立对估计误差的一步预测方差PK/K-1的加权算法,来达到抑制噪声的目的;同时,针对初始对准对准精度与快速性的要求,建立了动基座传递对准精确的非线性滤波模型。通过计算机仿真,模拟了飞机机动模式,验证所提滤波器的可行性。最后,通过与扩展卡尔曼滤波的比较,说明非线性强跟踪自适应滤波器在对准精度与速度上都有更好的表现。     

冲击波超压测试系统二次仪表频域特性

从二次仪表对冲击波的峰值、持续时间和比冲量3个主要参数的影响出发,首先构建了冲击波信号用以分析冲击波信号特性;搭建了适配器等效电路,对适配器的低频特性进行了实验研究;在MATLAB平台上构建了5种常用滤波器模型,模拟了不同类型滤波器和不同截止频率下测试系统的输出。模拟和实验结果表明:适配器的低频特性影响冲击波信号的持续时间和比冲量;在5种滤波器中贝塞尔滤波器最适合冲击波测试系统;滤波器截止频率对冲击波超压峰值影响明显;小型试验对测试系统的带宽要求高。     

激光干涉测速中信号光纤色散测量

为对激光干涉测速系统(VISAR)中信号光纤的色散特性进行快速测量,搭建了一种基于时域法的多模光纤色散测量装置。该装置由532nm 的皮秒激光器、快响应光电探测器以及宽带数字示波器组成,通过对输入光纤前后的光脉冲时间宽度进行测量,来获得光纤的脉冲响应3dB脉宽(即色散时间)。利用该装置分别对一根长度为123m 的国产梯度折射率光纤以及一根10m 长的阶跃折射率光纤在532nm 波长附近的色散特性进行了测量。测得的梯度折射率光纤色散时间为(68316)ps,对应3dB频响带宽为646MHz;阶跃折射率光纤色散时间为(163114)ps,对应频响带宽为271MHz。对实验结果进行了测量不确定度分析,并与理论计算值进行了比较,获得了较好的一致性。研究表明,利用该实验装置,可对激光干涉测速应用中信号光纤的色散特性进行迅速、准确的测量,从而为实验中信号光纤类型、长度等的合理选用提供参考。     

Limited-view optical tomography technique and its application to temperature field measurement in flow of hot air

In this paper, a limited-view optical tomography technique is presented, which contains an orthographic holography system, an image processing system and the simultaneous algebraic reconstruction technique (SART). Using this technique, the temperature field of a cross section in the flow of hot air from a nozzle is measured. The measured results are satisfactory. The project supported by the National Natural Science Foundation and the State Science and Technology Commission of China     

不同升温速率下AP/HTPB底排装置慢速烤燃的数值模拟

为研究在不同升温速率下高氯酸铵(ammonium perchlorate, AP)/端羟基聚丁二烯(tydroxyl-terminated polybutadiene, HTPB)底排装置的慢速烤燃特性,建立AP/HTPB底排推进剂二维轴对称非稳态传热模型和两步化学动力学反应模型。在不同升温速率下,分析底排装置的慢速烤燃响应特性。计算结果表明:在慢速烤燃的条件下,烤燃响应点发生在底排药柱与空气腔的接触面左侧,升温速率对底排药柱的着火延迟时间和烤燃响应点位置有较大影响。随着升温速率的提高,着火延迟时间变短,烤燃响应点向中心侧移动。升温速率对烤燃响应点的着火温度影响较小。     

非嵌入式多项式混沌法在爆轰产物JWL参数评估中的应用

介绍了非嵌入多项式混沌法的数学模型,给出了非嵌入式多项式混沌法进行不确定度量化的主要步骤。采用此方法研究了平面、散心爆轰问题数值模拟中, JWL模型参数R₁、R₂服从均匀分布的随机变量时所引起的爆轰过程计算结果的不确度性,着重分析了爆轰传播过程中压力与密度的统计特性。研究结果表明,非嵌入式多项式混沌法可以为模型输入参数不确定性的传播对输出结果响应量的影响建立一种有效不确定度评估方法,为使用JWL模型时选取参数提供参考。     

A new three-phase algorithm for computation of reliability index and its application in structural mechanics

Computation of reliability index or probability of failure in practical problems is still a challenge. In this paper, an efficient three-phase non-gradient-based algorithm is proposed to be used in structural reliability analysis. Like approximation methods, the purpose in the proposed algorithm is to locate the position of design point. However, for this purpose, at the iterations of the phases random samples are generated based on a moving sampling density function, like what is done in adaptive importance sampling. At each phase, by representing an updating criterion, the position of the candidate of design point is updated to approach the real design point. Two criteria of the first and second phase are to reduce the initial relatively large distance between the candidate of design point and the real one. In the third phase, after introducing a new effective fitness function, the third updating criterion is represented to take the final smaller steps of approaching design point. Through various numerical examples, the accuracy and efficiency of three aforementioned phases have been shown.