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万军 , 史碧莹 , 邓祺 , 王志强

录用日期: 2025-07-14

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摘要:
低轨道低成本商业卫星的星务计算机常采用货架器件双备份设计,在卫星主计算机出现故障时切换到备份计算机,保障卫星的稳定运行。过对可靠仲裁和数据恢复的需求进行研究,对比了现有的冷备/热备设计,实现了一种以三模冗余为基础的特别温备仲裁电路设计方案：采用三个低复杂度的单片机作为智能判断单元,可接收地面指令主动切机,也可通过实时监控星务计算机的运行参数,按照预设逻辑自动切机；同时按周期备份任务关键参数和数据,触发切机后,能恢复系统和任务的关键任务参数,实现了星载任务的延续性；验证结果表明在故障注入后,双机切换准确并能快速恢复星载任务,提高了系统的可靠性和容错能力,实现了预期目标。

基于时间感知Transformer的智能网联汽车交通流预测系统

李凤强

录用日期: 2025-07-14

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摘要:
由于交通数据具有高度非线性和时空耦合特性，传统时序模型难以有效捕捉长距离依赖关系，导致预测精度受限；同时，多源异构数据的时空对齐误差会进一步降低预测可靠性，尤其在复杂交通场景（如拥堵、突发事故）下，误差累积效应加剧，导致汽车交通流预测偏差较大。基于此，提出基于时间感知Transformer的智能网联汽车交通流预测系统设计方法。在硬件层面，通过优化多源数据采集设备（高精度GNSS/INS、多线激光雷达）确保原始数据质量，部署5G边缘计算节点实现低延迟预处理，有效缓解时空耦合特性带来的传输延迟问题。在软件层面:采用时空对齐模块（高斯滤波+坐标转换）消除多源数据时空偏差，解决误差累积问题；其次设计改进的时间感知Transformer模型，通过时间嵌入层捕捉周期规律，结合局部-全局混合注意力机制建模长距离依赖关系，并引入膨胀因果卷积增强非线性特征提取能力。动态适应交通流的周期性及突变特征，提升预测精准性。通过硬件与软件的协同运作，实现了交通流的精准预测。消融实验结果显示:时间感知Transformer模型应用后交通流预测误差最小值达到了0.1%，充分证实了改进模型的有效性。对比实验结果显示:设计系统应用后交通流数据时间戳同步误差最大值仅有0.08%，空间坐标偏移量最大值仅有0.16mm，交通流预测结果与实际结果趋于一致。

基于ES-RF模型的材料裂纹故障分析研究

刘天畅

录用日期: 2025-07-14

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摘要:
材料裂纹故障是飞机维修检查中常见故障之一,该故障的发生会影响飞机的正常运行,降低航空公司运行的效率。针对材料裂纹故障中发生难以通过目击直接检查,目前采用的手工检查方式耗时长,准确率低等问题,对A、D两种类型的裂纹故障提出ES-RF(专家系统-决策树)模型,对材料裂纹故障进行分析研究。分析过程中首先使用专家系统验证材料裂纹故障发生与多个检测参数的相关性,随后使用决策树算法对材料裂纹故障进行分析。分析结果表明使用ES-RF模型对材料裂纹故障评估的训练准确率98.98%,测试准确率97.93%.

试飞遥测噪声数据升维与神经网络分析技术研究

刘天畅

录用日期: 2025-07-14

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摘要:
试飞噪声是飞行试验过程中舱内外的噪声集合。在新型号试验试飞转场频繁、构性差异大且重大改装密集的情况下,试验过程中的噪声需要在飞行后对数据解析才能对其成因和机理进行分析,分析周期较长,对试飞噪声的定位较为困难,也增加了排故试飞架次数。本研究提出基于DNT(Data dimensionality enhancement—neural network technology)数据升维神经网络的试飞噪声识别系统,对已做分析的噪声数据与分析结果构建映射关系,设计数据升维模块并设计神经网络进行拟合训练,形成对噪声数据敏感的网络模型,实现对噪声信号的快速识别及分类。对5类噪声进行了多次识别,结果表明DNT网络模型识别平均精度为83.2%,查全率为95%,具有较好的识别效果。同时构建网络模型优化评估策略,根据不同外场试飞任务输入不同网络模型参数并获得网络性能评估结果,获取更好的适配网络和更准确的识别结果。

基于LabVIEW的起落架收放控制故障注入系统设计

李隆鹏

录用日期: 2025-07-14

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摘要:
起落架收放控制系统是飞机重要的功能系统,使用LabVIEW虚拟仪器图形化开发环境作为软件平台,结合PC机和NI数据采集卡等硬件,设计了一款起落架收放控制故障注入系统。该系统能够实时监测起落架收放控制过程,对接近传感器信号和电磁阀信号进行故障注入,并对故障测试过程进行数据记录和分析。该系统应用了故障注入优先级策略,有效保证了测试过程的安全性。以双余度起落架收放控制系统为研究对象,在不同工况下,根据算法分级注入接近传感器信号和电磁阀信号,对起落架收放控制系统实现了充分测试。经试验验证,该故障测试系统具有灵活、安全的优点，测试覆盖率不低于95%。

基于时间序列的充电设施计量在线检定策略

韩周 , 单永梅 , 薛园标 , 高晋松

录用日期: 2025-07-14

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摘要:
为解决电动汽车充电设施爆发式增长与传统人工检定模式效率低下的矛盾，构建了基于改进时间序列相似度的在线计量检定系统。通过革新硬件架构与优化检定算法，系统化解决了海量充电数据匹配效率低、动态过程数据利用率不足及计量检定实时性差等问题。硬件层面设计远程计量模块，集成HIT305磁通门电流互感器与DS18B20温度传感器，采用L298N驱动半导体制冷片实现±0.1℃高精度温控补偿，保障电压、电流及功率数据的纳秒级同步采集。算法层面提出两阶段分析策略：采用自适应粒子分桶策略动态调整时空索引桶；结合时间接近度、持续时间匹配度、波形重叠度和用电量偏差构建综合评分模型，并基于电压/电流波形转折点建立加权累计误差计算函数，通过回溯算法精准识别计量偏差。大规模仿真及实际应用表明，该系统匹配效率显著优于传统方法，支持十年量级数据存储与实时分析，满足行业强制检定对高效性、准确性与实时性的要求，为大规模充电设施监管提供了可靠技术支撑。

基于迭代博弈反馈-势场蚁群算法的飞行器平滑轨迹避障控制

张勇 , 王雨峰 , 杨弘

录用日期: 2025-07-08

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摘要:
飞行器动态势场环境中,障碍物在状态转移时会引入时变势场梯度,形成混沌吸引域,增加了避障难度。而且,飞行器的欠驱动特性导致其运动学系统存在非完整约束,由此导致的混沌行为会使轨迹出现非平滑跃迁。故本研究提出基于迭代博弈反馈-势场蚁群算法的飞行器平滑轨迹避障控制方法。首先,构建飞行器运动学模型,并确定其动力学约束条件；然后,明确静态/动态障碍物,并设计引力场(目标吸引)和斥力场(障碍物排斥)函数,构造环境总势场函数,实现全局目标导向与局部避障间的动态平衡,突破混沌吸引域的拓扑限制,提高避障成功率；最后,在环境总势场函数限制下,从路径最短性、平滑性和安全性3个方面建立平滑轨迹避障控制目标函数,利用势场蚁群算法求解目标函数。当势场梯度突变或蚁群信息素分布不均时,路径易出现高频抖动,加剧飞行器动力学系统的混沌行为,影响轨迹平滑性。故本研究引入迭代博弈反馈机制平滑势场梯度变化,并通过优化信息素分布减少路径曲率突变,抑制飞行器动力学混沌行为,使轨迹收敛至稳定平滑解,获得能够满足轨迹平滑性与避障控制需求的飞行器最优轨迹。实验结果显示:应用该方法生成的飞行器轨迹可以与障碍物保持安全距离,飞行器避障成功率为100%,飞行器轨迹平滑度最大值可达到0.95。

无人机遥感影像实时反馈的矿山生态环境监测系统

刘俊蓉

录用日期: 2025-07-08

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摘要:
摘要：在矿山生态环境监测中，受地形复杂、环境恶劣等因素制约，传统监测手段存在数据获取难度大、不全面等问题，难以及时发现潜在生态环境威胁。为此，本研究设计无人机遥感影像实时反馈的矿山生态环境监测系统。系统采用分层架构，划分为四个层次。在无人机航线规划单元，采用鱼鹰算法模拟鱼鹰捕食行为，依据监测区域的地形、气象数据及任务目标，自动生成最优飞行路径，实现复杂环境下航线合理规划，提高数据采集效率，降低无人机能耗。无人机遥感影像实时反馈单元，通过构建坐标系、布设地面控制点，结合LoRa自组网技术进行数据传输，实现遥感影像的快速准确回传，确保复杂地形下数据传输稳定。改进遥感生态指数计算单元，针对矿山生态特点引入土壤侵蚀指标，并对多指标进行归一化处理与主成分分析，全面反映矿山生态环境质量。生态环境质量时空分异特征分析单元，运用Sen斜率估计和Mann - Kendall检验分析时序演化特征，以变异系数量化空间变化特征。结果表明，系统应用下，改进遥感生态指数下降表明矿山生态环境质量总体变差，且面对不同风力条件，空间覆盖度满足数据采集完整性要求，处理能力更高，为矿山生态环境监测与治理提供了有力支持。

毫米波云雷达径向速度退模糊算法设计

刘光普 , 梁莺 , 刘可邦

录用日期: 2025-07-08

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摘要:
为了有效解决毫米波云雷达径向速度在快速变化的天气过程中出现大范围速度模糊的问题，根据扫描型毫米波云雷达的设备性能和观测特点，借助图像识别技术设计雷达速度退模糊方法并进行分析，借助Sobel算子识别出速度模糊区域边缘的模糊指数作为模糊线，将数据划分为不同区域，通过模糊逻辑选取最可能的非模糊区，对剩余区域进行逐步外推和订正，并对订正结果进行二次模糊检查，修正因模糊区识别错误导致的速度偏差；选取200组试验数据检验算法的适用性及准确性，结果表明，本算法适用于毫米波云雷达的PPI、sPPI和RHI等多种扫描模式，对90%以上的速度模糊数据实现退模糊处理，为提高毫米波云雷达的数据质量提供新的思路和方法。

基于扩展卡尔曼滤波的无感FOC永磁同步电机控制系统

王晨 , 王立基 , 范泽敏 , 王涛 , 孙苗文昊

录用日期: 2025-07-08

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摘要:
针对PMSM无感FOC控制中传统转子状态估算方法在噪声抑制和低速性能上的不足，提出融合EKF的高精度控制方案并设计集成上位机通信的驱动器电路系统；首先构建PMSM在dq坐标系下的数学模型，通过EKF对反电动势、转子位置及速度进行最优估计，解决传统方法的估算误差问题；其次在硬件上采用STM32F446RET6主控、三相桥式逆变电路及高精度采样模块，结合UART实现驱动器与上位机实时数据交互；然后通过Simulink仿真验证了EKF在稳态精度、动态响应及低速特性的优势，实物调试表明驱动器实现0.1倍额定转速稳定运行，抗高频噪声能力得到了提升，上位机可实时监控并在线配置参数；最后实验显示，该方案较传统方法转子位置估算均方根误差降低了25%，转矩脉动抑制提升27%，为高性能PMSM控制提供了工程化解决方案。