摘要:2020年7月31日，中国北斗三号全球卫星导航系统全面开通服务，成为信息社会万物互联和万物智能的基础。本文结合中国北斗三号系统的服务类型与物联网应用北斗的主要模式，通过对物联网架构和关键技术的分析，提出了以北斗定位和时间基准数据为主要感知信息，以北斗短报文等特色服务为主要信息传输手段，融合互联网和人工智能技术的北斗物联网技术架构。总结分析了北斗各类服务在物联网相关领域的应用，提出了“物联网+北斗”的应用模式，以智慧城市、智能交通等典型应用为例，分析了北斗物联网技术的挑战，给出了初步发展建议，展示了中国北斗系统作为创新驱动发展的新动能。

摘要:飞机产品的精度要求越来越高，这使飞机零件的精确制造和精密装配变得越来越重要。随着数字化测量技术的发展，三维激光扫描仪被广泛应用在飞机产品的多视角局部几何形状捕捉中。将多种角度的点云对齐到同一坐标系中，最终组成测量目标的完整形状，该过程称为配准。因此，多视角点云配准是飞机产品外形重建和检测的重要步骤。针对此问题，提出了基于层级优化的多视角点云配准的通用框架。系统的输入是由位于不同站位的激光扫描仪扫描所得到的带标靶的点云数据，各点云数据处于不同的测量坐标系下且有不同程度的重叠。用图来表达多视角点云和点云之间的重叠关系，图中每个节点表示单站点云数据，节点之间的边表示两点云之间的重叠关系。为使这些点云数据最终匹配到统一的坐标系下，还提出了一系列方法来提高点云配准的精度和效率。

摘要:为解决航空制造业数字化测量过程中复杂零部件不能完整测量的问题，提出了一种基于特征识别的飞机零部件扫描路径生成方法。对于一个飞机零部件的数字模型，本文的目标是对其中存在的槽特征、筋特征给出若干条扫描路径，使持有扫描仪的机械臂能沿此路径对该零部件的各类特征进行完整精细地扫描。本文采用区域分割的方法对各类特征进行分割和提取。考虑到槽、筋等特征中不易被扫描到的区域均为和扫描方向近似垂直特征面，在对模型进行区域分割之后，将这些特征面进行提取，作为后续处理的基础。扫描路径的规划主要是通过分析提取出的特征面来进行的：将每个特征面投影到一个二维平面内，并在二维空间内对该特征面生成一条合适的扫描路径，将该路径投影返回三维后，对其沿着一定角度进行偏置，得到了最终的三维扫描路径。实验结果显示，本文提出的方法能够准确地生成飞机零部件数字模型的扫描路径，适用于航空制造业的实际数字化测量过程。

摘要:力矩马达的螺钉装配应力及其应力松弛会影响压力伺服阀零位及其前置级压力输出性能，为量化分析该影响规律，基于ABAQUS有限元软件对压力伺服阀力矩马达进行装配应力分析，研究力矩马达螺钉装配应力及不同位置螺钉装配应力松弛对压力伺服阀4个零位气隙值的影响。进一步建立压力伺服阀数学模型，在MATLAB/Simulink中搭建的压力伺服阀非线性集总参数仿真模型，以不同位置螺钉应力松弛引起的4个零位气隙变化值作为仿真输入，分析力矩马达装配螺钉应力松弛对伺服阀零位及前置级输出压差的影响。得到对称及非对称位置螺钉应力松弛对压力伺服阀零位及前置级输出压差的影响规律，为压力伺服阀中的螺钉装配工艺改进以及零漂故障诊断提供了理论支撑。

摘要:在长期生存竞争中，包括壁虎在内的许多动物演化出了与其运动表面间形成黏附力的器官。已有研究发现：生物黏附力与接触面积密切相关，基于范德华力的干黏附可能受包括摩擦接触电荷导致的电场在内的外电场调控。壁虎运动过程接触/摩擦电的存在已得到证实，反力、实际接触面积两个参数的单独测量和表征工作也取得一定成果，但由于不同参数测试技术和设备之间存在功能和结构上的冲突，上述3个参数的同步测试及综合研究仍未能顺利展开。本文在综合考量了上述多参数测试技术之间的冲突后开发了一种新型的多参数测量复合传感器，实现了上述3个参数的同步测试，并以具有优异黏附能力的大壁虎为对象进行了初步验证实验。结果表明所研制的复合传感器能够满足黏附力、黏附实际接触面积以及黏附接触电荷的同步测量需求，为研究生物黏附机制和仿生黏附奠定了设备基础。

摘要:自主机器人定位中，从激光雷达扫描数据提取出精确的环境特征将能大幅提高即时定位与构图（Simultaneous localization and mapping， SLAM）技术中匹配的速度。目前，特征提取算法大多采用迭代计算的方法，计算复杂度高，计算量较大。针对此问题，提出了一种角点特征的提取方法。该方法避免了迭代计算，通过角点定位对分割结果进行修正，在保证精度的前提下，使用两点拟合直线代替了最小二乘法。首先，使用激光雷达获得的扫描点对应矢径长度和角度，计算相邻点的斜率差，对点集进行初始分割。然后，计算分割后每部分点集对应线段的斜率，对过分割的点集进行合并。最后，通过计算相邻两直线的交点对角点特征进行定位和提取。通过实验验证，该算法能够准确地提取出数据帧中的角点特征，并且具有较好的位置精度和计算效率。

摘要:在飞机装配中制孔的位置和法向精度将直接影响飞机最终的装配质量。自动化制孔以飞机数模为基准，但在实际装配过程中，由于受多源耦合装配误差影响，壁板等大型柔性结构件的实际外形不可避免地会与理论数模出现偏差，因此需要对制孔位置和法向进行修正。为了减少制孔法向偏差和提高制孔效率，本文结合大型飞机机翼壁板的结构特点，提出一种基于基准孔插值的法向偏差修正技术。通过激光位移传感器的测量值计算得到各基准孔的实际法矢方向，结合视觉测量系统得到基准孔孔位偏差，利用插值算法实现其余孔位的法向修正。试验结果表明，该修正技术可实现法向误差不超过0.3°，制孔效率相比逐孔修正可提升约25%。

摘要:针对某型飞机复合材料扰流板接头，选取典型十字连接区为研究对象，研究4点弯载荷作用下采用树脂传递模塑（Resin transfer moulding， RTM）成型工艺的十字接头典型件的极限承载能力，分析其损伤破坏模式，为复合材料RTM接头的设计强度分析提供参考。论文通过典型细节件4点弯曲试验，测量了其极限承载能力，获得了试件典型破坏模式；同时基于商用ABAQUS有限元软件平台，建立了十字连接区典型细节件有限元模型，数值模拟了其损伤破坏过程。通过比较数值模拟结果和试验结果，验证了数值模拟的可行性。

摘要:在飞机翼身对接过程中，需要在翼身对接处的外表面覆盖整流蒙皮，以维持飞机的气动外形。为了确保在装配整流蒙皮时，蒙皮间的配合间隙量满足设计要求，需要精确修配其加工余量，故本文提出了一种基于三维点云处理的飞机蒙皮修配量提取技术。首先对扫描的机翼机身对接数据进行预处理获取关键点；然后对关键点和模型蒙皮数据计算直方图特征描述子，寻找相似的描述符；最后使用霍夫投票算法和迭代最近点算法匹配模型蒙皮和翼身对接数据。在提取修配量时，先检测翼身对接处机翼、机身蒙皮边界线和粗加工蒙皮的端面边界线；然后把机翼、机身蒙皮边界线投影到粗加工的蒙皮上，计算它与其端面边界线的距离，最终提取蒙皮修配量。该方法实现了对整流蒙皮的自动化配准和修配，极大地减轻了人力、物力、耗时等问题，对实际飞机装配有较高的应用价值。

摘要:视觉全自主着舰具有独立性强、系统结构简单以及测量信息丰富等优点，特别是非合作视觉着舰意义更为重大，但也对参考特征提取提出了更高的要求。为能够实现航母图像中参考定位非合作特征点的稳定、高精度匹配，本文提出一种基于线段检测子（Line segment detector， LSD）直线识别的结构性特征检测与匹配方法，实现对航母表面各种结构、标志角点的准确识别，可克服目前有向FAST与旋转BRIEF（Oriented FAST and rotated BRIEF， ORB）及加速鲁棒特征（Speeded up robust feature， SURF）等图像特征无法定位指定结构特征的问题，有效提高视觉定位精度。

摘要:为了准确地模拟直升机飞行中的外部噪声，建立了耦合计算流体力学/计算气动声学（Computational fluid dynamics/Computational aeroacoustics，CFD/CAA）的直升机机外噪声预测方法。气动计算采用CFD方法模拟旋翼、尾桨气动力以及气动干扰；噪声计算采用声学无限元方法，考虑固体边界的声散射效应和大气传播中的声衰减特性。以AC311A直升机为例，开展适航规范要求下的飞越噪声计算和分析。飞行试验结果对比分析验证了本文方法能够有效地用于直升机机外噪声的评估与分析。最后进行了误差分析，为直升机外部噪声评估算法和仿真模型的优化提供参考。

摘要:应用Matlab/Simulink对单旋翼带尾桨直升机在舰船尾流场中悬停时的平衡特性进行建模和仿真分析。首先采用CFD软件计算SFS2舰在不同风速和风向下尾部甲板上方的流场。然后将其与旋翼流场相耦合，在Simulink软件中建立单旋翼带尾桨直升机舰面起降飞行动力学模型，应用Simulink线性分析工具箱，对某型无人直升机在SFS2舰尾部甲板上方悬停时的平衡特性进行了仿真分析。最后总结了舰面流场对该无人直升机近舰面悬停时操纵量和姿态角的影响。

摘要:变体飞机能够改变自身外形适应不同的飞行状态，提高飞行性能，其设计涉及气动、材料、结构等多个学科。本文采用零泊松比蜂窝结构的材料作为柔性蒙皮，设计了一种具备机翼参考面积不因弯度改变而缩减的特点的机翼后缘无缝偏转机构，研究了变体机翼后缘机构多学科设计与优化方法。优化结果表明，优化后的机翼巡航和起降状态都具备良好的气动性能，不但柔性蒙皮可产生大尺度拉伸变形，而且后缘结构均能满足刚度、强度等性能指标，同时机翼结构质量相比初始设计减轻了18%。文中研究的变体机翼多学科优化设计方法，能够快速有效地完成变体机翼无缝偏转后缘优化设计。

摘要:针对永磁同步电机温度场精确求解问题，提出了一种场路耦合法来计算电机的温度场。以一台永磁同步电机为研究对象，利用MATLAB/Simulink搭建电机的控制策略，再通过有限元分析软件ANSYS Maxwell和ANSYS Simplorer搭建电机的二维电磁场模型和控制电路模型组成场路耦合模型。基于场路耦合模型计算电机的损耗，并将损耗导入到电机的三维磁热耦合模型中，观测电机在基速工况和弱磁范围内温度场的变化。通过样机实验测试，验证了该方法的精确度，为精确求解电机的温度场提供了依据。

摘要:以某离心压气机为研究对象，数值计算离心压气机风车工作流动特点，分析了工作叶轮叶片受力情况、探讨了APU风车点火转速存在上限值的成因。研究表明，采用等转速特性线插值获得风车状态的流量、压比和温比的精度和置信度是可取的；后弯叶片是冲击气流吹转离心压气机的主要受力面，工作叶轮在5%设计转速（Nd）以下对外输出力矩，辅助涡轮部件提升APU转子转速；转速达15%Nd后，工作叶轮恢复对气流做功，发挥泵气增压功能，气流流量、压力得到提升；出口流量相对值随飞行条件和压气机转速变化规律有助于APU空中点火转速存在上限值的理解。

摘要:涡轮叶片温度场分布受到气膜孔排布方式和内冷通道的影响，涡轮叶片结构不同导致传热特性不同。为了更准确获得有气膜冷却条件下涡轮叶片综合传热特性，设计试验方法在叶片中截面采用埋入式热电偶测温，通过热电偶测温与红外测温结合获取更准确的温度场，展开试验研究获得了流量比、温比和落压比对叶片综合冷却效率的影响规律。

摘要:传统的机械产品可靠性模型大多忽略了周期性故障引起的概率密度的振荡特征，从而影响了模型的精度。在传统寿命模型的基础上，构建指数衰减振荡分布的可靠性模型及相应的可靠度、失效率以及平均寿命计算模型，并研究衰减系数、振荡幅值和振荡角频率等参数对概率分布特征的影响。运用建立的概率分布模型对某型叉车搭载的液力自动变速箱故障时间数据进行拟合，并与指数分布模型、三参数威布尔模型和“浴盆曲线”模型拟合结果进行对比。对比结果表明，建立的指数衰减振荡分布模型能够较好地描述该液力变速箱的无故障工作时间概率分布特征，并且采用该模型可以获得较小的拟合均方根误差。

摘要:资源配置是装备维修保障的重要组成部分，为了在装备发生故障后，合理优化资源配置，快速修复故障设备、恢复军队战斗力，本文提出了一种面向任务的装备维修保障资源配置模型，并利用遗传算法进行求解。在算法设计过程中，采用更接近问题空间的实数编码形式，并且通过嵌入有限选择的随机替换模块，良好解决了在明确任务需求以及维修保障资源条件下的任务与资源配置问题，避免了资源的重复分配。本文通过具体实例分析证明了该方法的可行性、有效性和适用性，为该类决策支持系统的设计与开发提供了思路，对于未来信息化战场上的装备维修资源保障辅助决策提供了重要参考。

摘要:针对飞机维修任务工作类型优化过程中的模糊与灰色问题，采用区间灰色不确定语言变量建立工作类型的评价指标和决策模型，提出了军机维修任务工作类型优化方法。对优化方法进行了实例分析，工作类型排序结果和数据对比结果验证了优化方法的可行性与有效性。在某军机上对优化方法进行了工程应用，完成192项初始维修任务工作类型优化，应用结果表明了该优化方法具备良好的工程应用价值，可有效提升工作类型合理性。

摘要:在全局摩阻测量中，薄油膜技术可以很好地表征表面摩阻的分布情况。用特定波长的紫外线照射添加了荧光显色分子的不同厚度的油膜，油膜将发出不同的亮度。利用该原理通过检测受激发的荧光油膜灰度值可解算出相应油膜的厚度。本次采用BP神经网络及极限学习机（Extreme learning machine， ELM）神经网络搭建模型完成了荧光油膜厚度与灰度关系的预测，运用Hopfield神经网络完成了相应参数的辨识。实验表明，ELM神经网络模型、BP神经网络模型及插值法模型的预测误差分别为5.150%、5.485%和5.935%。通过Hopfield神经网络辨识，光源功率、光距和曝光系数等影响因素的参数误差率控制在1%左右，达到实际工程运用的要求。与传统插值法相比，通过神经网络可获得更高的精度，为荧光油膜灰度与厚度研究提供了一种可行的方法。