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当期目录

    2014年, 第48卷, 第03期 刊出日期:2014-03-28 上一期    下一期
    无线电电子学、电信技术
    一种双站合成孔径雷达的高分辨率成像与合成方法
    钟华1,宋广华2,杜昌平2
    2014,48 (03):  317-322. 
    摘要 ( 703 )  
    针对合成孔径雷达难以提高系统固有分辨率,分析了双站合成孔径雷达之间的频谱关系,提出了一种距离向分辨率自动合成方法.基于该方法,双站合成孔径雷达高分辨率成像处理流程可以分为2步:首先,采用改进的双站非线性ChirpScaling算法得到高质量的子图像对;然后,利用子图像对之间存在的频谱偏移关系,利用分辨率自动合成算法将子图像对合成为分辨率更高的图像,从而完成双站合成孔径雷达的高分辨率成像处理.仿真结果表明,该处理技术及成像方法可以得到较好的高分辨率成像效果.
     
     
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    一种用于高动态全球定位系统信号跟踪的新模型
    赵文骏,茅旭初
    2014,48 (03):  323-327. 
    摘要 ( 745 )  
    针对传统全球定位系统(GPS)信号跟踪方法在高动态环境下跟踪精度不够理想且容易失锁等缺陷,提出了一种新的跟踪模型.采用包含多普勒频移与码相位误差的二维观测相关器组,并通过基于列文伯格-马夸尔特方法优化的迭代扩展卡尔曼滤波算法,使跟踪环路在码相位与载波频率初始捕获误差较大的情况下,依然能够快速而准确地收敛,成功解调出导航信息.仿真结果显示,利用新的GPS信号跟踪模型能够高质量地完成加速度为150g的高动态GPS信号跟踪.
     

     

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    跳/扩频测控信号自适应波束形成方法
    潘点飞,程乃平,郝建华
    2014,48 (03):  328-334. 
    摘要 ( 829 )  
    为解决跳/扩频测控中阵列天线设计所面临的信号频带宽、空域范围广、干扰强度大等问题,将线性约束法与二阶锥规划方法相结合,得到能够同时满足频率不变、方向不变的波束形成算法.利用二阶锥规划将波束形成器的设计转化为给定频率响应的FIR滤波器设计,针对用于宽带波束形成的FIR滤波器的非线性相位特点,采用最小均方误差准则,使所设计FIR滤波器的频率响应逼近于期望滤波器.通过增加约束条件,使不同空间指向的主瓣宽度基本保持不变,并在干扰方向形成宽零陷来有效抑制宽带干扰.仿真计算表明,在跳/扩频信号的工作频带内,波束方向图能够保持很好的频率不变特性,且在±60°范围内波束方向图的主瓣束宽、增益、零陷与参考波束基本保持一致,能够更好地满足航天测控任务对阵列天线的需求.
     
     
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    多约束条件的全球定位系统单频单历元短基线定向技术与实现
    任光辉,茅旭初
    2014,48 (03):  335-340. 
    摘要 ( 822 )  
    通过研究全球定位系统(GPS)伪距测量精度对GPS载波相位差分技术在短基线定向问题中的影响,提出利用基线长度、基线俯仰、卫星之间几何关系的多约束最小二乘整周模糊度实时搜索算法,给出单频单历元进行短基线定向的具体过程和需要注意的关键问题.算法采用单历元解算,规避载波相位周跳问题,极大地减小初始化时间.静态和动态实验结果均表明:该方法快速有效,解算成功率高,具有较高的定向精度.
    关键词: 
    中图分类号:  文献标志码:  A
     

     
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    联合特征值和特征子空间投影的信源数估计
    毛维平,李国林,路翠华,谢鑫
    2014,48 (03):  341-345. 
    摘要 ( 746 )  

    高分辨空间谱估计算法中信源数的准确估计是必要前提.文中结合矩阵重构和特征子空间投影方法,提出一种适用于弹载阵列系统的信源数估计算法.将阵列阵元分成相同的2组,求得这2组阵元接收数据的互协方差矩阵并重构信源数估计矩阵,对重构的矩阵特征分解,联合特征子空间投影和特征值加权的方法构造判决函数来估计信源数.理论分析与仿真结果表明:重构矩阵的信号子空间特征值呈平方倍增大,噪声功率得到抑制;算法有效提高了少量快拍数据和低信噪比条件下信源数估计的正确率.

     
     

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    IMM-SRUKF在GPS/INS组合导航中的应用
    朱立新,马春来,孟
    2014,48 (03):  346-350. 
    摘要 ( 823 )  
    摘要: 
    针对无迹卡尔曼滤波 (UKF)鲁棒性不强的问题,结合全球定位系统/惯性导航系统 (GPS/INS)紧组合模型特点,提出了基于交互式多模型(IMM)的混合平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)算法.该算法采用交互式多模型结构,克服了模型不确定性因素的影响;采用平方根滤波技术,解决了协方差矩阵难以保持正定的问题.同时,考虑到内部滤波器与线性/非线性模型不匹配,引入混合滤波思想,对SRUKF进行了优化.将新算法应用于紧组合模型进行仿真,结果表明:新算法能够以适当的时间复杂度,获得较强的鲁棒性能,适用于复杂的导航环境.

     
     
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    基于Gossip算法的无线传感器网络时间同步
    师超1,仇洪冰1,2,王俊义2,李晓艳1
    2014,48 (03):  351-356. 
    摘要 ( 807 )  
    将Gossip算法用于实现无线传感网络的分布式时间同步,提出单Gossip同步算法和多Gossip同步算法,解决传统无线传感器网络时间同步算法中存在的计算复杂度高和同步收敛速度慢等问题.单Gossip同步算法首先利用构造生成树算法得到一个生成树,然后,依次对生成树每条边的两节点时钟信息进行Gossip运算,反复循环,最终可使网络各节点的时钟信息收敛于它们初始时钟信息的平均值.多Gossip同步算法对生成树进行边染色,相同染色的边可以同时进行Gossip运算.这2种同步算法减小了消息交换数,降低了计算复杂度,提高了同步的收敛速度.用随机矩阵理论和图论进行了理论证明,通过计算机仿真对理论分析进行了数据验证.
     
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    基于IDFT的椭圆球面波函数重构产生方法
    康家方a,王红星a,b,刘传辉a,赵志勇a,刘锡国a
    2014,48 (03):  357-362. 
    摘要 ( 865 )  
    针对椭圆球面波函数(PSWF)信号的实时产生问题,给出了PSWF的傅里叶级数展开式,研究了PSWF信号的有限傅里叶展开,并对其误差进行了分析,最后提出了基于离散傅里叶逆变换重构产生PSWF信号波形的方法.该方法建立了PSWF信号与正余弦级数之间的联系,并将高效、成熟的傅里叶变换技术运用到PSWF信号的产生上,提高了PSWF数字波形产生的硬件可实现性.同时,也为其他复杂波形信号的实时产生提供了一种切实可行的产生方法.
     
     
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    全球定位系统预解扩延时相乘捕获算法
    范江涛1,2,马冠一1,2
    2014,48 (03):  363-366. 
    摘要 ( 784 )  
    针对全球定位系统(GPS)信号捕获中延时相乘捕获算法检测率低的问题,提出一种预解扩延时相乘捕获算法,以提高信号捕获的检测率.首先对信号进行码相位搜索和解扩,然后在延时相乘操作前、后分别使用窄带滤波器来减小噪声带宽和功率,以提高信噪比和检测率.通过蒙特卡罗方法对其检测率特性进行仿真.结果表明,相比于延时相乘捕获算法,该算法检测率明显提高,并且保持了捕获过程中不受频偏影响的优势.在软件接收机中应用该算法对GPS信号成功捕获,证明了算法的有效性.

     
     
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    背面夹缝曝光的光学模拟及其实验
    朱军,陈翔
    2014,48 (03):  367-371. 
    摘要 ( 668 )  
    背面夹缝曝光是利用光学衍射效应来制备三维微结构的新方法.采用Matlab对曝光时间和夹缝对三维SU-8结构形貌的影响进行了模拟,并开展了相应的实验研究.结果表明:背面夹缝曝光是获得三维微结构的简便方法.模拟与实验揭示了相同的规律性,即微结构的侧壁倾斜角度取决于夹缝大小;当夹缝不变时,微结构的侧壁倾斜度不变,但微结构的大小随曝光时间而变化.
     
     
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    基于改进交叉熵算法多目标不等间距阵列综合
    边莉,车向前,张少卿
    2014,48 (03):  372-376. 
    摘要 ( 714 )  
    将模糊C均值聚类算法与传统交叉算法相结合,提出改进交叉熵算法.利用该算法成功完成阵元个数分别为6、8、10、12不等间距阵列综合,解决了不等间距阵列综合中峰值旁瓣电平和波束宽度的多目标优化问题,得到了对应情况下不等间距阵列的峰值旁瓣电平和波束宽度的平衡曲线.优化结果表明,给定波束宽度,阵元个数相同的不等间距阵列的峰值旁瓣电平比均匀阵列下降近30%.在均匀阵列超出截止间距时,可以更加有效准确地找寻峰值旁瓣和波束宽度的折中点.

     
     
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    自动化技术、计算机技术
    带筋车门密封系统的神经网络优化方法
    朱文峰1,王杰1,夏国勇2,林佩剑1
    2014,48 (03):  377-381. 
    摘要 ( 593 )  
    车门密封系统截面设计是确保防水防尘、减振隔音的重要因素.针对典型带筋结构的车门头道密封非规则截面,将形成密封压缩负荷的海绵泡管区细分为5个子区域.以带筋区域厚度和角度为优化变量,基于企业工程实际,建立以设计压缩负荷为指标的优化目标函数.通过神经网络确立截面结构参数与压缩负荷的非线性映射,实现车门密封系统参数的并行优化.工程应用表明,该设计开发周期可缩短15%.
     
     
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    面向分段涂装作业的混合流水车间调度
    张志英1,林晨1,杨连生1,2,薛士枚3,刘建峰2
    2014,48 (03):  382-387. 
    摘要 ( 203 )  
    基于船舶分段涂装作业,提炼出具有重入和等待时间约束的两阶段混合流水车间调度问题.其中第一阶段含多台批处理机,第二阶段含多台离散机且存在一次重入过程,两阶段间有等待时间约束.以最小化最大完工时间为优化目标建立数学模型,提出一种结合Metropolis抽样准则和变邻域搜索的混合量子粒子群优化算法,并利用多种启发式规则进行解码.实例验证和数值分析表明,所提算法是解决分段涂装调度问题的一种有效方法.
     
     
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    金属学与金属工艺
    晶界原子尺度运动机制的研究进展
    张金玲1,3,张明义1,张嘉振1,崔振山2,周振功3
    2014,48 (03):  388-393. 
    摘要 ( 120 )  
    对近年来研究原子尺度晶界迁移和移动机制的理论和方法进行了系统的评述和总结.归纳了晶界迁移机制的理论模型、晶界迁移机制的原子尺度实验和计算机模拟研究、晶界移动机制的原子尺度计算机模拟研究,讨论了各种晶界运动机制的优点和不足,并展望了材料中晶界运动机制研究的发展趋势.


     
     

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    板料冲压模具扩孔和渐进成形扩孔的对比分析
    杨大强,陆彬,徐栋恺,陈军
    2014,48 (03):  394-398. 
    摘要 ( 125 )  
    分别采用传统的锥形凸模和渐进成形工艺对板料的扩孔特性进行试验,其中渐进成形扩孔的工具轨迹根据传统冲压的锥形凸模的形状设计.探讨了工具轨迹对渐进成形扩孔特性的影响.结果表明:与传统冲压扩孔件相比,渐进成形扩孔件的厚度最薄处位于孔口向外偏置一定距离的圆周上,而不在孔口边缘;渐进成形扩孔件的变形模式为剪切变形和弯曲变形综合作用,扩孔件沿直径的厚度分布与初始板厚不满足正弦定理;与传统的模具冲压扩孔相比,渐进成形的扩孔率提高了24.4%.
     
     
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    基于变形均匀的叶片锻造预成形拓扑优化设计
    邵勇1,2,陆彬1,任发才1,陈军1
    2014,48 (03):  399-404. 
    摘要 ( 117 )  
    为了优化预成形设计,提出了针对提高锻件变形均匀性的预成形拓扑优化算法及相关单元增删准则,并开发了优化程序,对叶片锻件翼型截面的预成形结构进行了优化设计.与静水压力的单元增删准则优化的预成形进行比较,结果表明,新模型在模腔充满的基础上可有效改善锻件的成形均匀性.另外,相对简单的外形轮廓也便于预成形的完成,总体优化设计效果比较理想.

     
     
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    边部冲裁对双相钢拉伸性能影响的实验研究
    郑欢1,吴彦骏2,3,刁可山2,3,庄新村1,陈劼实1,赵震1
    2014,48 (03):  405-411. 
    摘要 ( 124 )  
    为研究边部冲裁对双相钢(DP590、DP780和DP980)拉伸性能的影响,采用冲裁和线切割2种方法制备实验试样.基于MTS793材料试验机,使用非接触式视频应变测量方法,在常温下完成静拉伸实验.通过材料的力学性能曲线,分析原始标距对拉伸性能的影响以及不同断面质量下拉伸试样的力学性能响应、颈缩过程与断口形貌.结果表明:原始标距减小,基本不影响屈服强度、抗拉强度和最大力非比例伸长率,而断裂总伸长率显著增大;冲裁试样与线切割试样在拉伸颈缩段存在较大差别,断裂总伸长率低于线切割试样,且随着冲裁间隙的增大而减小;DP590和DP780冲裁试样在非均匀颈缩和横向裂纹出现后,呈现折线状断口,而DP980冲裁试样则与线切割试样的剪切滑移型断口类似,颈缩时产生显著的剪切带.

     
     
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    拉深翻边复合成形工艺参数多目标优化设计
    周杰1,戴洪1,陈勇锋1,陆俊江2,姚小兵2
    2014,48 (03):  412-416. 
    摘要 ( 123 )  
    通过对拉深翻边复合成形工艺设计中的失稳方式进行理论分析和模拟仿真,建立了破裂、起皱和厚度不均3个目标函数.针对各成形质量目标相互关联而无法同时达到最优的特点,提出一种基于多目标优化技术的综合优化方法.以空调外机面板为例,经试验设计和基于Matlab的数据处理技术构建响应面模型,采用改进的快速分类非支配遗传算法对模型进行全局寻优,获得了一组最小化成形缺陷的非劣解集.结果表明,该多目标优化模型具有较好的优化效果和工程实用性.
     
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    锌对316L奥氏体不锈钢氧化膜影响的XPS分析
    潘向烽1,段振刚1,张乐福1,王力1,徐雪莲2,石秀强2
    2014,48 (03):  417-421. 
    摘要 ( 113 )  
    通过模拟压水堆-回路高温高压水化学环境,对316 L奥氏体不锈钢进行了10、60和120 μg/L锌浓度下的动水加锌实验,用X射线光电子能谱(XPS)对其表面氧化膜结构进行分析.结果表明,加锌能有效降低材料的腐蚀速率,在一定范围内加锌浓度(10~60 μg/L)越高,腐蚀增重越小;锌对铁镍尖晶石结构中的Fe2+和Ni2+有替换作用,形成稳定的ZnCr2O4.
     
     
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    金属板料剪切试验方法及应用的研究现状
    郑钰,李宏烨,庄新村,赵震
    2014,48 (03):  422-426. 
    摘要 ( 176 )  
    阐述了板料剪切试验的研究现状,按照板料夹持方式将其分为螺栓多点夹持、夹头集中夹持和板面压紧夹持;介绍了各夹持方式的典型装置和试样,根据夹持力的施加方式分析了受力状态,按照与纯剪受力状态的近似程度进行评定,得出了3种方式的优劣评价.

     
     
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    能源与动力工程
    常温常压铝水反应制备氢能源新材料的研究
    张亦杰,马乃恒,王浩伟
    2014,48 (03):  427-429. 
    摘要 ( 110 )  
    为降低碱性水溶液体系下铝水反应的制氢成本,减少设备腐蚀及解决氢气的贮存和运输等问题,利用原位自生技术成功制备出纳米陶瓷颗粒为第二相的铝复合材料粉末,研究其与水在常温常压下的反应制氢过程.显微组织结果表明,复合材料粉末中纳米陶瓷颗粒的直径约为10~50 nm,且在铝基体上呈均匀分布.物相分析结果显示,铝水反应产物由 Al(OH)3、TiB2和Al2O3组成,表明该复合材料粉末可与水持续、充分地发生反应,反应产率可达100%.分析认为,氢气的产生原因在于陶瓷颗粒与铝电极电位的较大差异,使陶瓷颗粒作为电化学腐蚀的阴极,从而产生了大量析氢反应所致.
     
     
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    其他
    凸轮转子叶片马达干扰力矩分析与实验研究
    徐川辉1,吴亦昕2,王旭永1,陶建峰1,张文俊1,苗中华3
    2014,48 (03):  430-433. 
    摘要 ( 214 )  
    介绍了一种新型的凸轮转子连续回转电液伺服叶片马达的工作原理及特点.通过对叶片的系统受力分析,得出马达干扰力矩产生的机理.通过计算机仿真得到了马达的凸轮正压力以及干扰力矩与减压压力的变化规律.干扰力矩会造成马达的速率波动,选择马达斜坡信号跟踪下的误差曲线的误差带作为衡量马达速率波动的指标,对不同减压压力下的误差带进行对比.结果表明,随着减压压力的增加,马达的速率波动也越加剧.
     
     
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    任意边界条件下正交各向异性薄板自由振动特性分析
    史冬岩,王青山,石先杰,庄重
    2014,48 (03):  434-438. 
    摘要 ( 160 )  
    以典型的正交各向异性薄板结构为研究对象,采用改进傅里叶级数方法(IFSM)对其自由振动特性进行计算分析.将正交各向异性薄板结构的弯曲位移函数表示为一种改进傅里叶级数形式,并引入4项单正弦傅里叶级数来解决边界不连续或跳跃现象.将位移函数的傅里叶展开系数看作广义坐标,采用RayleighRitz方法对其进行求解.通过对不同边界条件下的正交各向异性薄板自由振动特性进行计算,并与有限元法结果相比较,验证了文中方法的正确性和有效性.
     
     
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    仿昆扑翼微飞行器中高效传动铰链的研究
    邹才均,张卫平,柯希俊,邵云立,张伟柴双双,胡楠,叶以楠,陈文元
    2014,48 (03):  439-444. 
    摘要 ( 160 )  
    针对仿昆扑翼微飞行器对高效传动铰链的要求,从几何约束、应力条件、临界屈曲条件等方面,结合电磁驱动仿昆扑翼微飞行器对异质复合型柔性铰链进行了研究,给出了铰链的设计方法;研究了预应力对整个传动机构并联刚度以及铰链连接方式对整个传动机构串联刚度的影响;得到了传动机构中各铰链的宽度、厚度、长度、旋转刚度等设计参数.结果表明,整个传动机构的串联刚度是其并联刚度的135倍,满足了高效传递能量的要求;翅膀扑打角峰峰值达到了99.6°,较好符合了仿昆扑翼微飞行器的设计要求.
     
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