1 北京信息科技大学 传感器重点实验室，北京100101
2 北京信息科技大学 自动化学院，北京100101
温度影响加速度计的性能，误差来源主要由石英材料及封装工艺产生的热应力引起。针对加速度计温度漂移现象，该文介绍了集成式石英谐振加速度计低温漂结构设计和补偿方法。首先通过对称的差分结构消除一阶温度系数，并进行工艺优化，降低封装工艺对谐振器产生的热应力；其次采用随机森林拟合算法建立温度模型来补偿加速度计的温漂。在-20~80 ℃温度范围内对加速度计样机进行温漂测试，结果表明，工艺优化及补偿后的样机偏置稳定性提高了一个数量级。
谐振式加速度计 差频 温度补偿 低温漂 随机森林 resonant accelerometer difference frequency temperature compensation low temperature drift random forest
1 空军工程大学装备管理与无人机工程学院, 西安 710000
2 中国人民解放军95247部队, 广东 惠州 516000
针对当前无人机集群协同侦察目标规模小、易重复侦察、不考虑能量约束而导致侦察效能低等问题, 提出了一种基于能量约束的集群协同侦察多目标航迹规划算法。首先, 对无人机任务过程中所需的各种能量进行建模, 定量分析了飞行能量、悬停能量和数据传输能量的消耗; 然后, 借鉴图论思想对集群的侦察区域和侦察目标进行建模, 在能量约束条件下构建了一种新的航迹规划算法模型, 旨在对无人机集群航迹进行协同优化, 降低集群整体能量消耗。仿真结果表明, 该算法在能量消耗和侦察时间等方面都明显优于典型的轨迹距离算法, 在10架无人机侦察100个目标情况下, 能量消耗降低了48%, 其侦察效率较高, 收敛速度更快。
无人机 集群 能量约束 侦察 航迹规划 UAV swarm energy constraint reconnaissance trajectory planning
1 空军工程大学装备管理与无人机工程学院, 西安 710000
2 陆军航空兵学院陆军航空兵研究所, 北京 101000
针对重装空投任务复杂、风险性大、不确定性强等问题, 将重装空投任务中的安全问题视为控制问题, 并首次将STPA方法应用于重装空投任务的安全性分析。通过系统分析识别重装空投任务中的不安全控制行为, 建立重装空投任务的控制反馈结构, 对不安全控制行为(UCA)进行致因分析; 构建重装空投任务安全性计算框架, 并选取典型不安全控制行为作为计算分析对象, 开展重装空投的定量安全性分析。结果表明, STPA方法能够有效开展重装空投的安全性分析, 定量计算结果能为机组人员科学决策提供一定的指导帮助。
重装空投 安全性分析 不安全控制行为 STPA STPA heavy equipment airdrop safety analysis unsafe control actions
1 洛阳理工学院环境工程与化学学院, 洛阳 471023
2 三杰节能新材料股份有限公司, 洛阳 471132
3 江苏龙净科杰环保技术有限公司, 盐城 224001
以KMnO4和MnSO4·H2O为原料, 在常温常压和水热条件下制备新生态MnO2, 借助XRD、TEM、低温N2吸附-脱附等手段对材料进行表征, 比较不同制备方法对产物结构和吸附性能的影响。结果表明, 反应温度和压力对新生态MnO2的形貌和吸附性能有较大影响, 常温常压下合成产物均为短棒状, 水热合成产物为介孔纤维, 对2,4-二硝基苯酚的吸附效果优于常温常压合成产物。新生态MnO2对2,4-二硝基苯酚的等温吸附和吸附动力学分别符合Langmuir等温式(R2>0.99)和准二级吸附动力学方程(R2>0.99), 说明2,4-二硝基苯酚在新生态MnO2上为单分子层吸附和化学吸附。溶液pH值能显著影响2,4-二硝基苯酚在新生态MnO2上的吸附, 在pH=7时最大吸附量为2.539 mg/g。
新生态MnO2 2,4-二硝基苯酚 单分子吸附 化学吸附 水热条件 形貌 动力学 active manganese dioxide 2,4-dinitrophenol monolayer adsorption chemical adsorption hydrothermal condition morphology kinetics
1 天津大学海洋科学与技术学院，天津 300072
2 四川永星电子有限公司，四川 成都 610000
3 深圳市联影高端医疗装备创新研究院，广东 深圳 518045
高分辨感知声波相位是实现水下声学目标跟踪与定位的核心问题之一。传统方法基于压电效应完成目标信号的相位感知，在传感机理上存在相位分辨率相对较低、障板干扰、声波振动起讫点不明等问题。本团队提出了基于声光效应的新型激光阵列水声相位高分辨传感方法，并设计了由5束平行激光组成的阵列传感装置(装置孔径为340 mm)，并于消声水池条件下验证了该装置的有效性。实验结果显示，本方法的水声相位感知分辨率优于1°，水下目标跟踪的角度分辨率优于0.05°。该方法为新型水下目标高分辨跟踪定位技术的发展提供了研究储备。
传感器 声光效应 光学传感 Raman-Nath衍射 广义互相关 声学跟踪 中国激光
2022, 49(18): 1810004
空军工程大学装备管理与无人机工程学院，西安 710000
针对传统DS证据理论无法解决的高冲突问题，提出一种改进的DS证据理论新方法。首先，使用类哈利熵和Shannon熵衡量证据的综合不确定度，描述证据中的不具体性和随机性问题; 其次，使用皮尔逊相关系数衡量证据间的相似度; 接着，基于博弈理论对二者进行组合赋权，保证修正权重的准确合理; 最后，使用DS组合规则计算修正后的基本概率分配(BPA)，得到融合结果。通过与其他方法进行多组案例比较分析，证明所提算法融合精度更高、识别常理命题速度更快、考虑问题更为科学有效。
DS证据理论 高冲突证据 博弈论 综合不确定度 相似度 DS evidence theory high-conflict evidence game theory comprehensive uncertainty similarity
空军工程大学装备管理与无人机工程学院, 西安 710000
提出一种将变权理论和云模型相结合的任务风险评估方法;针对遂行任务中可能出现的极端值会造成评估结果偏差的情况, 构建区间变权函数, 建立风险因素数据归一化标准; 针对传统云模型在风险评估中期望Ex对评估结果产生的过强影响作用, 采取区间形式进行弱化, 并根据属性数学理论改进区间云模型数字特征确定方法; 实例验证方法的合理性和有效性。
任务风险评估 变权理论 区间云 空投 task risk assessment variable weight theory cloud model airdrop
北京信息科技大学 传感器重点实验室, 北京 100101
谐振式加速度计可以将加速度转换为频率信号, 在导航、姿态控制等加速度计的应用领域, 采集信号需要限定在较短时间内, 为了满足应用的要求, 基于一种单基片集成式石英谐振器, 通过现场可编程门阵列(FPGA)实现了一种针对集成式石英谐振加速度计的倍频电路设计方案, 包括时钟自适应模块和锁相环。时钟自适应模块根据当前输入信号产生锁相环基准时钟并将输入信号进行倍频。离心机加速度测试结果表明, 当测量时间由1 s缩短为0.125 s时, 传感器标度因数为3 173 Hz/g(g=9.8 m/s2), 线性相关系数R2=0.999 32, 与未倍频时相比, 标度因数与线性度基本保持不变, 所设计的倍频电路可应用于石英谐振加速度计的信号处理及数据采集系统中。
加速度计 集成式石英谐振器 倍频电路 现场可编程门阵列(FPGA) 实时性 accelerometer integrated quartz resonator frequency doubling circuit field programmable gate array(FPGA) real time
