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关键词： 高超声速飞行器   航程预测   神经网络   准平衡滑翔  

摘要： 为适应滑翔式高超声速飞行器在线突防轨迹规划面临的高精度、快速剩余航程预测需求，克服传统剩余航程预测方法难以兼顾预测速度和精度问题，提出了一种基于神经网络的智能预测方法。首先，基于航迹角负反馈的准平衡滑翔模型设计了样本生成方法。然后，建立了以高度、速度和航迹角为输入，剩余飞行航程为输出的神经网络模型，实现了滑翔段全程高精度快速剩余航程预测。最后，开展了仿真验证及结果分析。研究结果表明，剩余航程预测的准确率达到了99.87%,相比于解析估计公式法准确率提高了7.94%,同时在预测速度上要远快于精确求解方法。

关键词： 高超声速滑翔飞行器   协同制导   无迹卡尔曼滤波   “领-从”通讯   鲁棒制导  

摘要： 基于“领-从”通讯结构和无迹卡尔曼滤波算法，提出了一种用于高超声速滑翔飞行器俯冲段的带有角度约束的协同制导律。首先，从机制导律以主机的最优制导律为基础，通过引入时间偏置项，利用“领-从”通讯的信息交互跟随主机，并通过理论证明从机制导律可以实现有限时间收敛。然后，利用无迹卡尔曼滤波算法进行气动参数估计，根据估计结果设计了一种迎角的补偿策略以改善系统的鲁棒性能。最后，在考虑初始状态误差和气动参数不确定的情况下进行了仿真实验。结果表明，结合气动参数估计的协同制导律具有较好的可行性和鲁棒性。

关键词： 火焰传播   受限空间   固体材料   浮力   热损失  

摘要： 固体材料火焰传播是材料可燃性的基本参数,研究低速流动中固体材料的可燃特性为预防载人航天器火灾提供了理论基础。该文利用水平通道抑制浮力流动以模拟低速流动环境,围绕浮力流动和火焰热损失对不同高度水平通道内热薄固体材料表面火焰传播的影响开展了实验和传热机制分析,重点关注了多个临界通道高度及其对应受限高度区间内,火焰传播和熄灭的物理特征和机理。对于能够复现微重力环境中火焰特征的“窄通道”,理论分析并实验验证了其上临界高度Lcr,h和下临界高度Lcr,l的存在;当通道高度大于Lcr,h时浮力影响显著,小于Lcr,l时火焰热损失过大,在Lcr,l与Lcr,h之间时热传导机制对火焰传播起控制作用。进一步提出了通道高度小于Lcr,l时火焰传播受过量热损失和氧气供应条件（强迫流动）控制的冷熄高度区,大于Lcr,h时的弱浮力流动区以及浮力流动强度不受通道高度影响的浮力充分发展区。研究结果系统揭示了受限空间中的火焰传播和熄灭规律,有助于深入认识受限空间对固体材料可燃性的影响,也为微重力和部分重力下材料燃烧的地面模拟提供了依据。

关键词： 一流课程   混合式教学   “复变函数与积分变换”课程   大学数学  

摘要： 哈尔滨理工大学本科数学公共基础课程“复变函数与积分变换”于2023年入选第二批国家级一流本科课程。基于此，根据新工科建设和工程教育专业认证理念所需的数学素质要求，针对课程内容与教学资源的一体化设计、教学目标、育人路径、成绩评价机制等内容，课题组在“大思政课”视域下充分利用“互联网+教育”，以“一个核心三个维度”，即以立德树人为核心素质引领，从教法、学法、教材出发，建立“一核三维”的混合式教学模式。从教法出发，构建“五位一体”的教学全过程闭环宏观教法；从学法出发，形成探究式闭环微观学法；从教材出发，以网络教学平台为支撑，推动信息化手段进教材，探索新形态教材及教学资源建设路径，重塑课堂教学，从而更好地实现国家级一流课程建设的内涵式发展。

关键词： 冰风洞   欧拉方法   数值模拟   冰晶结冰   多相流  

摘要： 冰晶结冰是威胁航空飞行安全的重要因素之一，研究冰风洞的结冰机理是研究高空冰晶结冰的重要基础。本文采用基于欧拉方法的数值模拟，实现冰风洞流场与粒子参数的双向耦合，以NRC大尺寸冰风洞为模型，计算分析了风洞进口不同平均体积直径（Median Volume Diameter，MVD）、总含水量（Total Water Content， TWC）以及相对湿度的情况下，粒子温度、液态水占总含水量的比例（Liquid Water Content /Total Water Content， LWC/TWC）、MVD以及流场温度等粒子和流场参数的沿程变化规律。结果表明：粒子运动速度受MVD、TWC和相对湿度的影响均不大；粒子温度变化受相对湿度影响较大，TWC的增加增大了粒子与流场整体的热交换；风洞出口MVD的大小受初始MVD大小、TWC以及相对湿度的影响均较大；受风洞收缩型构型以及粒子在风洞中的换热影响，空气温度沿流程是降低的，相对湿度沿程是增加的。初始TWC、MVD和相对湿度的变化均对风洞沿程的流场温度和相对湿度造成影响；增大TWC、增加MVD以及增大相对湿度，均有利于在风洞出口形成冰晶。

关键词： 高超声速飞行器   约束条件   轨迹设计   轨迹优化   控制裕度  

摘要： 高超声速飞行器因具有飞行速度快，机动性强等特点，其轨迹规划问题的研究需要考虑到诸如飞行器燃油，飞行安全等多方面的影响因素和约束条件。本文采用一体化飞/推耦合飞行器建模，通过研究飞行器的控制约束条件，提出一种基于轨迹设计控制约束的自适应伪谱法轨迹优化策略。仿真对比表明，改进后的轨迹优化策略能提供较大的控制裕度，保证了飞行器在爬升过程中的稳定性和可控性，在综合性能上更具优势。

关键词： 水下发射   高速燃气射流   流场特性   推力脉动   燃气泡  

摘要： 基于雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方法和流体体积（VOF）方法，建立水下燃气射流仿真模型，研究水下发射超声速燃气射流的流场特性，分析不同水深和不同扩张比对燃气射流物理过程的具体影响。结果表明，水下发射燃气射流的形态在很大程度上取决于喷管扩张比和水深两个参数。在同一水深条件下，当扩张比为1.8时，燃气泡呈现“蘑菇”状，沿喷管轴线周期性膨胀和颈缩。扩张比为4.25时，燃气泡呈现向周围不断扩张的射流状态，膨胀和颈缩速度快且发生位置不再对称。水下发射流场压力的振荡特性与燃气泡气液界面的不稳定性直接相关，远离燃气泡的区域压力扰动小。水深越深，同一扩张比喷管平均推力越小；同一水深，发动机扩张比越大，对应的推力振荡越大。

关键词： 气浮模拟器   势函数   追逃策略   虚拟障碍物  

摘要： 针对航天器近距离操作控制算法地面验证和空间近距离追逃问题，开发了三自由度(three degrees-of-freedom, 3-DOF)零重力气浮模拟器，提出了引入虚拟边界障碍物的势函数追踪策略和逃逸策略，有效利用势函数的特性，在追踪星抵近逃逸星的同时，可实现对环境中障碍物的规避，并且在有限的地面空间范围内约束双星的运动。实验结果表明追踪星可实现对逃逸星的追踪，与仿真结果一致，证明了该实验台可用于航天器近距离机动控制算法的地面验证，也证明了提出的追逃策略的有效性。

关键词： 高压直流   对称单极   直流线路低电压保护   过渡电阻  

摘要： 探讨了对称单极拓扑在“嵌入式”高压直流输电系统中的应用，并分析了其沿用对称双极拓扑控保策略所面临的适应性问题。首先，基于对称单极拓扑高压直流系统的控制策略，分析了正、负极直流线路发生接地故障时的稳态特征。在此基础上，通过分析直流线路低电压保护判据发现，若对称单极系统采用负极直流线路电流作为控制器输入，在正极线路发生带较高阻值过渡电阻故障时，线路低电压保护将会拒动。为确保线路低电压保护在正、负极线路故障时均能可靠动作，创新提出了电流自适应切换控制和独立控制两种控保协同优化策略。利用“嵌入式”直流工程半实物数字仿真平台，验证了两种新控保协同策略均能够解决线路低电压保护拒动问题。理论分析和试验结果表明，相较于独立控制策略，自适应切换控制策略可避免向电网注入电流谐波，并降低对中性点耐压能力的要求，因此建议在实际工程中采用该策略。