摘要:随着航空飞行试验技术的发展，对飞行试验遥测技术的需求日益增加。在综合试飞和多机协同试飞等需求的牵引下，伴随着无线通信网络技术的迅猛发展，航空飞行试验遥测技术正逐步从传统的“单向、点对点的遥测”向“双向、多点对多点的空地一体化遥测和遥控网络”模式转变。在此过程中，复杂无线信道环境下基于双向无线网络的遥测传输技术面临着多径传输、多普勒频移和时变等严峻挑战。首先介绍网络化航空飞行试验遥测技术的发展和现状；然后，重点分析国内外主流的飞行试验遥测技术发展状态，并在此基础上，剖析新一代航空飞行试验遥测技术的发展趋势、技术挑战和重点研究内容。

摘要:应力集中是油气管道损坏的关键因素，对管道安全构成重大威胁。对其进行有效检测，既可发现由应力集中引起的机械损伤亦可实现对管道早期损伤的预判。磁记忆检测技术作为一种应力检测方法得到了业界认可。从能量平衡角度出发，分别从宏观和微观的角度对应力作用下的铁磁体磁记忆信号特征进行分析，建立应力与材料磁化率及原子磁矩之间的理论关系模型。采用基于第一性原理的CASTEP软件对铁碳金属体系的磁记忆力磁耦合过程进行仿真。结果表明，铁磁体在外力作用下，体系能量将重新平衡并达到稳定状态，电子能带及态密度分布特征发生改变，导致材料磁性下降，原子磁矩及材料磁化率随应力增大呈线性减小的变化趋势。通过对含裂纹管道的磁记忆检测，验证了应力损伤磁记忆检测方法的理论分析正确性及工程应用有效性。

摘要:以快速傅里叶变换（FFT）为基础的电机电流信号特征分析（MCSA）具有频率分辨率低的固有缺陷，从而严重影响了鼠笼电机早期转子断条故障的诊断性能。为解决这一问题，提出基于高分辨率谱估计的早期转子断条故障诊断方法。首先利用Hilbert变换和离散小波变换对单相定子电流信号预处理，然后采用扩展Prony算法对预处理后的信号进行定性/定量分析。运用该方法对不同故障严重程度、不同负载条件下的3 kW电机稳态定子电流信号进行分析，并与FFT分析结果做对比。实验结果表明，即使在短时数据条件下所提方法仍然能够准确诊断出早期转子断条故障，验证了该方法的有效性和优越性。

摘要:二维元胞自动机模型常用于林火蔓延中，但其存在迭代次数过多、进化过程不充分以及结束迭代的条件不明确等缺点。针对上述问题，提出一种基于多目标遗传算法的三维元胞空间林火蔓延模型。首先，将影响和决定林火蔓延因子的主体作为元胞引进二维元胞自动机模型中；其次，为了减少二维元胞自动机模型的迭代次数，明确结束迭代的条件，首先对初始化方式改进，采用三维球形元胞空间对二维元胞空间进行改进，其次通过多目标遗传算法对元胞自动机算法进行改进，从而提高林火蔓延模型预测精度。通过仿真结果，对比分析传统的二维元胞自动机模型、王正非模型以及Rothermel模型与本文提出的方法，可知本文提出的方法迭代次数大幅减少，运行时间大幅下降，使得元胞自动机的运行效率得到了显著提高。此外元胞自动机的终止条件得到了明确，且实际林火蔓延过程与提出的林火蔓延模型的实验仿真结果具有较高的相似性。

摘要:超高频（UHF）射频识别（RFID）系统具有标签成本低、识别距离远等优点，在电子不停车收费（ETC）等智能交通领域具有应用潜力。受电波的随机多径传播制约，实际应用中难以准确估计标签识别范围。针对ETC应用场景具有几何共性的特点，基于电波传播的几何光学方法，通过对标签接收多径射线的构成进行分析，融入场景几何特征和天线射频特征参数，提出了一种标签识别范围的预测方法。实际场景测试与仿真表明，能较精确预测标签在三维空间中的接收功率分布和识别范围，且精确性高于对数正态等经验模型，而复杂性低于电磁场的商用仿真软件。

摘要:讨论了埋入式光纤Bragg光栅应变传感器在某隧道施工期间的实际安全监测原理、布局和数据采集，在此基础上对同一截面上所采集的同步多维应变数据流进行了数据分析，给出了一种基于双重滑动窗口模型技术的异常数据实时诊断算法，该方法通过第1个滑动窗口将当前光纤Bragg光栅传感器应力数据与历史数据合并形成当前观测窗口数据，对每个观测窗口内的数据进行主成分分析，并提取其对应的特征向量，得到当前时刻的动态特征；接着采用第2个滑动窗口技术，将得到的当前时刻第一主成分特征向量与历史动态特征合并成为动态特征矩阵并展开相关性分析，最后通过计算相关系数的方差变化来判断数据的稳定性。现场的实际观测结果和对比实验结果证明该方法达到了更好的实时监测效果，同时该方法也为光纤Bragg光栅应变传感器在工程安全实时监测中的应用提供了有力支持。

摘要:为提高振动信号分块压缩感知过程中的信号重构效果，提出了机械振动信号的自适应分块压缩感知算法。首先将信号分割，构造信号矩阵，并利用KSVD构造与信号矩阵相适应的冗余字典;然后根据不同信号块在冗余字典下匹配追踪系数的衰减速度，定义不同信号块的复杂度权值；最后以复杂度权值为依据，制定自适应的压缩感知采样策略，在保证振动信号的整体采样率不变的同时，自适应分配不同信号块的观测数目。将该算法应用于机械振动信号压缩感知，与传统压缩感知算法以及其他自适应压缩感知算法相比，信号重构的精度得到提高。

摘要:针对匀速直线运动的目标，依据相对运动三角形，利用任意不同时刻的3个方位值计算得到目标初始舷角，进而求取目标航向；基于一元线性回归分析理论，充分利用所测目标时间方位序列，构造系统函数，依此提出一种精度较高的目标航向估计算法；分析了不同运动态势下，观测数据的时间长度和方位精度对估计结果的影响。仿真结果表明，提出的算法精度较高，在观测方位误差相对较大时也同样适用，且随着观测数据时长增加、方位变化率增大以及观测方位精度增高，目标航向的估计结果越稳定。

摘要:为了能快速测量同心连接器插拔过程中的力学性能和准确评价机械寿命，研制了一种同心连接器的力学性能测试系统。该系统主要由运动模拟的机械装置和传感测量与电机控制的测控子系统组成，具有四路同步自动测试能力；根据连接器测试标准分析系统的性能指标，提出一种直线运动与旋转运动相结合的测试方法，使测试条件更加符合连接器真实使用情况；同时设计出具有自适应能力的柔性夹具，减少安装误差对测试结果的影响；对运动模拟机构进行建模分析研究，在极限速度条件下确定插拔循环周期内直线与旋转运动配合时序。对连接器样品进行单次和多次插拔测试，分析数据得到了连接器的力学性能并对机械寿命评估验证，实验结果表明该系统满足测试要求且能得到预期效果。

摘要:光栅编码器的误差使得柔性测量臂(AACMM)在不同位置、不同构型下的精度呈现一定的规律。掌握由光栅编码器精度引起的位置精度在工作空间的分布规律，有利于指导柔性测量臂的标定和测量。以六关节测量臂为研究对象，分析末端执行器位置精度与光栅编码器精度区间之间的关系，并定义了基于光栅编码器精度的位置精度评价指标，在整个工作空间下描述其分布情况。验证试验包括：比较不同关节下光栅编码器精度区间对末端执行器位置精度的影响； 与目前常用Monte Carlo方式进行柔性测量臂精度分布特性对比；利用其分布特性，对不同区域进行单点和标准球直径测量。实验结果表明，本方法能更直观、全面地描述光栅编码器精度对柔性测量臂位置精度在工作空间分布情况，通过该分布确定优化测量区域，指导实际操作。

摘要:图像位置测量方法在双次级永磁直线电机动子位置测量中应用时,目标源图像的选取对其测量的精度和抗干扰性至关重要。采用栅栏图像作为原始拍摄面，根据其宽度标准差和灰度梯度和来构造不同的非周期栅栏图像用于实验。利用四叉树分解方法把采集到的非周期栅栏图像分割成各个块图像，根据块图像的边缘纹理与其邻域像素存在的约束条件来区分并消除边缘纹理对噪声测量的干扰，准确得出块图像中的噪声污染程度；再对各块图像进行加权平均后得到整幅图像的噪声水平。最后，利用峰值信噪比来评价图像的质量，并通过相位相关算法来验证其抗干扰性，从而筛选出强鲁棒性的非周期栅栏图像。结果表明，在栅栏图像宽度标准差为［8.1,8.3］、灰度梯度和为［18 000,22 000］之间取值构造的灰度非周期栅栏图像的峰值信噪比值较优、相似性峰值高、图像的抗干扰性强，能够实现直线电机动子位置的高精度测量。

摘要:针对目前动力总成惯性参数测试方法在精度、效率、安全性、成本4个方面无法兼顾的问题，设计了一套惯性参数快速一体化测试系统。该系统只需一次装夹即可测取所有惯性参数，测试时间不超过90 min。提出小角度翻转测量法，相对于传统的竖立、侧立、悬吊安装测量法，该方法保证了产品测量的安全性。标准件实测结果显示，该系统质量测量相对误差为0.024%、质心测量最大绝对误差为-0.2 mm、转动惯量测量最大相对误差为0.91%、惯性主轴方位角最大偏差为-1.79°。与4种常用测试方法进行对比，结果表明该系统测试精度有明显提高，测试效率和安全性也较高、并且成本适中。该系统易于推广，适用于多种产品的惯性参数测量。

摘要:承载部件作为高端装备中最常见的结构单元，在役过程中受载荷和应力集中影响极易萌生裂纹，导致结构失效，实时监测结构关键部件的应变状态对保障结构健康至关重要。基于微波无损检测技术，揭示了矩形微带贴片天线的辐射元尺寸对其固有谐振频率的影响规律，探究了微带贴片天线谐振频率与应变的相互作用机理。矩形微带贴片天线可激发单频和双频谐振频率，改变矩形辐射元的长度或宽度，其谐振频率会发生频移。实验结果表明，当对金属接地板施加一定拉应力时，贴片天线几何尺寸会发生改变，其谐振频率也随之发生偏移，据此可推算出金属接地板的应变大小，这对关键承载部件的应变和裂纹实时监测具有重要的研究意义。

摘要:有向传感器网络的区域覆盖是近年来的研究热点。研究了VORONOI单元与节点虚拟感知圆（以其位置为圆心，感知半径为半径的圆）的几何关系，并以此关系确定有向传感器的工作方向，使每一个VORONOI单元的覆盖面积最大；然后，调整重叠覆盖最大的邻居节点，重叠面积最小所对应的VORONOI单元顶点作为新的工作方向，以便在可能的覆盖重叠情况下获得最佳覆盖贡献率；最后，调整边界节点的感知方向，减少无效覆盖。仿真结果表明，该算法可以有效地提高区域覆盖，降低无效覆盖。

摘要:为无线微传感器供能的低能量密度压电换能器，其采集能量少、输出功率低。使用传统的电源管理电路向储能电容充电时，低功率地能量传输使得采集能量大多耗散在整流电路中，而最终能够传递给储能电容的较少，导致电路充电功率低下。为解决低能量密度条件下，电源管理电路整流耗能大、充电功率低的问题，引入了高品质因数的石英晶体，提出一种新式电源管理电路。电路使用石英晶体低损耗地聚集换能器采集到的能量，当能量聚集到一定水平后，快速释放能量，为整流电路提供较高的输入功率，降低耗散在整流电路中的能量的比例，从而使更多的能量传递给储能电容，使其获得较高的充电功率。实验表明，对于50 Hz频率下输出8 V的压电换能器，相比于传统变频匹配电源管理电路，所提电路可将充电电压提高163%，充电功率提高110%。

摘要:为了提高FBG柔杆空间形状感知系统的重构精度，提出了一种利用3根FBG阵列、具有温度补偿特性的非正交FBG柔杆检测方法。在分析传感系统的误差组成、产生原因的基础上，建立仿真模型得到了各组成误差分别对系统空间形状重构精度的影响，得出减小安装角度误差是提升精度的关键。利用待标定参数与标定方向与实际检测方向夹角大小相关的原理，给出了一种修正安装角度误差的标定方法。经过实验证明，该方法使得系统形状重构最大相对误差降为0.25%，为高精度的三维形状感知系统提供了可靠的检测方法。

摘要:针对现实中许多网络具有大聚类的特点和无线传感器网络具有节点能量有限的问题，提出一种具有高集聚系数的能量均衡的加权无标度网络模型。该模型建立了节点能量与点权之间的关系，在模型演化机制中，新边的建立以概率p进行权重优先连接，以概率1－p在旧节点中进行三角连接。择优概率中能量因子的引入均衡了网络能耗；三角连接增大了网络集聚系数。理论推出网络节点度和点权的幂律分布规律，仿真分析表明，所提出模型具有较高的集聚系数、好的容错性及均衡的网络能耗，最终实验验证了模型的能耗均衡性。

摘要:针对航向测量系统中三轴磁传感器误差参数标定问题提出了等效两步法。通过奇异值分解将测量模型等效为一组坐标变换，分析误差参数的几何意义及等效变换方法的意义与特点，依据几何意义将标定过程分为两步进行，即等效传感器坐标系标定及等效非对准标定。利用椭球面方程系数计算等效传感器坐标系误差参数，明确椭球法标定参数的几何意义；应用主成分分析法进行等效非对准标定，分析传统主成分分析法产生符号错误及非正交问题的原因与影响，并研究符号修正与正交修正方法。等效两步法的标定过程不需要航姿参考、地磁信息及辅助传感器，实验表明其航向角校正精度与点积不变法相当。

摘要:基于近几年新兴的低成本、高精度且适应恶劣环境的平面式电感角位置传感器，针对其输出信号进行角位置和角速度的解码研究。平面式电感角位置传感器输出信号需要经过解调得到正弦、余弦两路信号。通常这两路信号幅值不相等且相位相差不是90°（两路信号失衡）。传统的解码方法同步参考系锁相环只能从平衡的正弦、余弦信号中获得正确的角位置和角速度，而无法在信号失衡的情况下正常工作。本文提出双同步参考系锁相环，该方法能在信号失衡的情况下获得正确的角位置和角速度。仿真和实验工作均验证了双同步参考系锁相环解码方法的有效性。

摘要:基于前列腺磁共振图像（MRI）特征信息及其病变好发特定区域等先验知识，针对前列腺内外轮廓全分割问题，提出基于边缘距离调整水平集演化（DRLSE）的前列腺MRI两步分割方法。在构建统一水平集能量函数的基础上，第1步基于前列腺MR的T1（纵向弛豫时间）图像实现其外轮廓分割，第2步在外轮廓约束限定条件下，基于前列腺MR的T2（横向弛豫时间）图像实现前列腺的内部轮廓分割，进而完成前列腺内外轮廓的全面有效分割。设计了前列腺分割的人机交互界面，对10个前列腺病例MR图像（含正常、增生和癌变共30幅）进行了分割实验研究，并采用Dice相似性系数（DSC）对分割结果进行评价分析，DSC值达到90%以上。实验结果表明，所提出的基于边缘DRLSE的前列腺MRI两步分割方法能够有效地实现前列腺内外轮廓的全面分割，非常接近于临床专家手动分割的理想结果，对前列腺疾病的临床诊断和治疗有较好的参考价值。

摘要:针对传统伪装图案设计方法单一、受主观因素影响较大、伪装效果不够理想等问题，提出了一种仿生伪装图案遗传进化设计方法，根据人眼目视成像侦察和光电成像侦察基本原理构建了目标侦察综合特征参数模型。借鉴生物遗传进化思想，以斑马图案为基础开展伪装图案优选复制、交叉繁殖和变异繁殖等仿生进化处理方法研究，得到能适应成像基本模型的仿生伪装图案，改进了传统伪装图案设计方法。通过多种伪装图案的对比实验表明，本文方法有效地降低了目标的检测识别特征，具有较好的伪装隐蔽效果，综合特征参数较初始时降低23%以上，优于其他多种典型伪装方法。该本文方法实现了侦察模型、生物遗传进化思想和伪装原理相关知识交叉融会应用，为迷彩伪装图案的科学化和精细化设计提供了一种新方法。

摘要:裂缝是木材表面一种严重缺陷，对木材的加工和使用影响极大，然而，由于裂缝与木材表面的矿物线具有诸多相似之处，因此如何准确地将裂缝纹理识别出来是一个亟待解决的问题。提出了一种基于纹理脊线特征融合的检测方法，首先建立纹理脊线灰度和形态特征提取基本模型；然后分割出木材表面全部纹理区域，并根据模糊规则提取出条状纹理，包括裂缝和矿物线；最后根据建立的模型提取条状纹理的两种脊线特征，并进行特征信息融合得到复合判别因子，最终通过融合结果与预设阈值的数值关系识别裂缝纹理。在自建图库上进行了测试，结果显示所用方法对裂缝缺陷识别的等误率仅为4.64%，相对于其他经典特征提取和纹理识别方法其等误率最少降低了10.06%，表明了本方法的高效性，具有实际应用价值。

摘要:为解决传统监控设备视场小、非智能等缺陷，结合全景成像技术和计算机视觉技术，建立无人环境下外来入侵自动检测系统，从而实现了全景监控视场下运动目标快速准确的检测及跟踪。该技术关键在于如何在复杂的动态背景下有效地提取运动目标，为此提出一种基于动态特征块匹配的自适应背景更新算法。在采用帧间差分与背景差分融合算法检测到目标的基础上，利用目标的矩信息进行跟踪，避免了全景视觉下颜色及轮廓特征缺失的弊端。根据目标的轮廓及位置提取特征块，将视频序列的每一帧图像与初始背景图像进行特征块区域的局部匹配，首先通过分析特征块图像的颜色特征，构建基于区间统计的RGB颜色直方图，提取颜色特征序列。然后通过计算序列相关性来判断该区域是否需要背景更新，从而降低对单个像素更新的冗余计算。实验表明，该更新算法具有较强的鲁棒性和可行性，能够有效提高监控系统的稳定性。

摘要:相控阵超声全聚焦成像充分利用了检测信号，具有成像精度高、可进行缺陷识别等特点，是未来最具应用前景的相控阵成像算法之一。然而，目前相控阵超声全聚焦成像仍不能实现缺陷的高分辨率成像，无法对缺陷进行准确的定性、定量分析。为此，采用有限元仿真相控阵传感器的全阵列采集（FMC）过程，在全矩阵数据的基础上设计全聚焦成像程序，对圆孔和裂纹两种典型缺陷进行TFM成像，研究典型缺陷的TFM成像规律，从缺陷散射的角度分析影响相控阵超声全聚焦成像的因素。结果表明，实际检测中相控阵超声传感器只能接收到缺陷的部分散射信息，而相控阵超声在缺陷处的散射场分布与缺陷的类型、尺寸、角度及入射波类型、入射角度等因素有关，因此能否接收到缺陷散射的主要能量是影响全聚焦成像精度的关键。

摘要:针对传统局部不变特征的景象匹配算法冗余点多、实时性差、抗几何变换不突出的情况，提出基于CenSurEstar的无人机（UAV）景象匹配算法。首先采用CenSurE特征星型滤波器（CenSurEstar）提取基准图和实时图中的特征点，并生成FREAK二进制描述符；然后将汉明距离作为特征点的相似性判定度量，采用K近邻距离比值的方法提取匹配点对；最后利用基于RANSAC的定位模型得到空间几何变换关系，实现图像匹配并获取定位点经纬坐标。算法性能评价实验表明，本文算法不仅相对于SIFT、SURF、ORB算法，对各种变换具有更好的鲁棒性，而且相对于改进的SIFT、SURF算法处理时间有更大程度的缩短，算法定位误差在0.8个像素内，尺度误差在0.02倍内，旋转角度误差在0.04°内。基于算法进行外场飞行实验，实验证明算法定位精度较高，可以适应地貌信息较少的环境，并能满足无人机视觉辅助导航的需求。

摘要:弓网系统具有复杂的电气、机械耦合特性，提高弓网受流性能是目前高速铁路系统亟待解决的关键问题，而弓网主动控制则是稳定弓网接触载荷、改善其受流质量的重要措施。从控制理论的角度出发，针对弓网系统存在风载荷与参数不确定性的问题，提出了基于模糊系统的弓网接触载荷反演精确控制方法。具体而言，采用虚拟控制律，逐步反演递推选择Lyapunov函数，设计模糊系统逼近不确定性与虚拟控制律微分，并进行相应的稳定性分析。仿真与实验结果表明，所提出的模糊反演控制策略能减弱弓网不确定性的影响，且能有效抑制弓网接触载荷的波动，并改善其受流质量。

摘要:为了保障永磁牵引列车退磁故障发生时的安全性，并缓解由此导致的电制动力下降及闸瓦磨耗加剧问题，提出了一种基于相似度建模（SBM）的健康优化控制方法，该方法通过在线监测数据与历史数据的相似度运算，自适应地估计剩余磁通量并生成最优的空气制动Fv特性曲线。以西门子Syntegra永磁同步电机牵引系统为例，对多种工况下的退磁监测和健康优化控制效果进行了仿真验证，在退磁估计准确性、相对磨耗优化和安全性保障等方面取得了预期的效果。

摘要:针对水泥生料细度软测量模型难以建立的问题，考虑到输入变量选择易受时延的影响，提出一种基于互信息和最小二乘支持向量机（MILSSVM）的软测量建模方法。该方法采用互信息表征变量间的相关性，进而解决水泥生料细度软测量建模中的时延问题，并在此基础之上，提出双向选择算法获取输入变量，将得到的输入变量应用于最小二乘支持向量机中，建立水泥生料细度软测量模型，最后应用水泥厂的实际数据对基于互信息和最小二乘支持向量机的水泥生料细度软测量模型进行仿真。结果表明该方法预测精度高、泛化能力强。

摘要:提出一种超临界锅炉热量信号的构造方法，实现了对入炉燃煤发热量的准确测量。采用热力学性质标准IAPWSIF97对超临界锅炉水冷壁进行分区，解决了超临界工况下水冷壁内工质状态变化的难判断问题，对锅炉的蓄热系数进行了详细计算。根据某1 000 MW机组的结构参数和实际运行数据，对构造的热量信号进行验证。结果显示，该热量信号能够在快速响应机组负荷变化的同时准确地反映入炉燃煤发热量的变化，为超临界机组直接能量平衡协调控制系统设计打下基础。

摘要:针对基于阳极溶出伏安法水质镉在线分析仪溶出峰的电流值受环境温度影响问题，提出了一种同步校正的改进方法。该方法利用样品和校正液溶出峰电流信号随温度同步变化特性，在一个样品测量周期内同时进行校正液的测定，并将两者的溶出峰电流线性比较而计算出样品浓度。实验结果表明，镉溶出峰电流值随温度的升高而增大，当温度从5℃上升至43℃时，溶出峰电流值增大了近2.3倍，且影响机制为镉离子在工作电极表面扩散层的迁移速率主要受温度控制。采用改进的同步校正方法，镉在线仪器在5~43℃测量值的误差均小于10%，有效解决了仪器测量值对环境温度敏感问题。

摘要:气动放大器既是常用的独立电气附件又是阀门定位器的关键部件之一。建立了一种典型气动放大器质量流量机理模型，并提出参数辨识的方法。首先，根据气动放大器的工作原理和结构特点，运用热力学和流体力学原理，建立了气动放大器的质量流量模型；其次，通过实验研究对等效节流面积这一重要参数建立了新的子模型，并进行参数辨识；最后借助控制阀实验平台，对所建模型进行验证。结果表明，与实际典型气动放大器相比，所建立的模型准确度高达90%。