Please wait a minute...
 首页  期刊介绍 期刊订阅 联系我们 横山亮次奖 百年刊庆
 
最新录用  |  预出版  |  当期目录  |  过刊浏览  |  阅读排行  |  下载排行  |  引用排行  |  横山亮次奖  |  百年刊庆

ISSN 1000-0054
CN 11-2223/N
创刊于 1915 年 (月刊)
  关于期刊
    » 期刊简介
    » 出版伦理
    » 获奖情况
    » 执行委员会
    » 特约编委
    » 编辑部
  作者中心
    » 在线投稿/查稿
    » 投稿指南
    » 英文摘要的写作要求
    » 稿件作图要求
    » 稿件模板
    » 文稿出版协议
    » 作者在线帮助
    » 系统使用常用问题
  审稿中心
    » 审稿要求
    » 专家在线审稿
    » 优秀评审意见
  在线办公
    » 主编审稿
    » 编辑办公
  期刊介绍
  期刊订阅
  交流合作
  联系我们
  • 清华大学学报(自然科学版)
      2022年, 第62卷, 第1期 上一期    下一期
    选择: 合并摘要 显示图片
    专题:防灾减灾
    水利水电工程分岔型隧道全尺寸火灾实验研究  收藏
    刘畅, 钟茂华, 林鹏, 龚远平, 田向亮, 阴彬, 龙增, 杨宇轩
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 1-12.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.26.024
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (4359KB)
    为研究水利水电工程洞室群连接节点的火灾烟气蔓延特性,在某水电站地下洞室分岔型隧道开展全尺寸现场实验,通过分析各隧道区段温度分布、烟气层高度等参数并结合现场观测,研究烟气由分岔节点向连接隧道的扩散和沉降规律。结果表明:分岔隧道火灾危险性受坡度结构和通风条件的影响,起火位置上风向隧道烟气温度稳定衰减且分层作用明显;下风向隧道烟气与空气的掺混破坏了烟气稳定分层结构,烟气沉降加剧并形成趋于均一的竖向温度分布,上坡结构导致烟气沉降作用更为明显,2#隧道中3 m高度以下的烟气温度沿纵向反而呈现升高趋势。防排烟设计中应综合考虑不同隧道区段火灾危险的差异性,在实验火灾规模下,上风向隧道烟气层高度保持在4.2 m,下风向低温烟气区域面临较高危险性,烟气层高度均降低至1.5 m以下;2#隧道的上坡结构进一步加剧了烟气沉降,起火2 min后即降低至0.8 m以下,是烟气控制和火灾应急中应考虑的重点区域。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    超大型油罐火灾分区灭火方案及实验验证  收藏
    田逢时, 薛冉, 郑昕, 康青春
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 13-20.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.26.010
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (2808KB)
    现有超大型油罐密封圈初期火灾采用完全填充方式进行灭火,绝大部分泡沫覆盖了未燃烧区域,造成有效供给量不足。为提高灭火效率,节约泡沫用量,该文在不改变现有油罐结构和灭火系统基础上,提出了一种超大型油罐火灾分区灭火方案。为验证方案的有效性,设计搭建了环形油盘装置和小型外浮顶油盘实验装置,对泡沫流动性和分区灭火有效性进行实验研究,并重点对比分析了分区条件下的泡沫有效覆盖时间、泡沫用量、灭火时间等参数,探讨了分区之间预留缝隙对泡沫流动的影响。结果表明:不同区域泡沫溢出量与缝隙宽度直接相关,与油盘的形状、大小等参数无关;在实验范围内,火灾载荷对有效覆盖时间影响较小。从灭火时间来看,分区灭火所用时间比未分区的灭火时间有所缩短。从泡沫用量来看,分区灭火方式的泡沫节约量超过60%。在扑灭3 m直径油罐火灾实验中,实验结论与环状油盘实验得出的结果一致,说明分区灭火优势与油罐大小并无明显关联,分区灭火方案具有推广至超大型油罐的应用前景。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    货舱低压环境下细水雾抑灭航空煤油池火有效性  收藏
    朱培, 罗圣峰, 刘全义, 邵荃, 杨锐
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 21-32.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.032
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (13617KB)
    民机飞行过程存在的低压环境对货舱火灾防控与安全带来一定挑战。该文基于全尺寸低压模拟舱初步开展了货舱低压环境下细水雾抑灭大尺度航空煤油表面池火的有效性研究。结果表明:无细水雾时,随着环境压强降低,池火质量损失速率、火焰温度和辐射热通量均降低,而火焰高度增加;初始环境压强为76 kPa时,点火之后舱内压强快速增加,过压值达到16.7 kPa,这增加了舱体结构和通风系统失效的风险。而有细水雾作用时,随着环境压强降低,雾滴粒径减小,燃烧速率降低,火焰熄灭时间明显缩短,但有限喷雾通量难以快速熄灭大尺度火灾;此外,舱内空间温度和辐射热通量均有所降低,如初始环境压强76 kPa时火焰上方顶棚附近最大温降达到150℃。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    典型变电站阻燃低压电缆外护套材料火灾条件下热解固气产物特性及反应机理  收藏
    张佳庆, 过羿, 冯瑞, 李开源, 黄玉彪, 尚峰举
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 33-42.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.25.010
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (5050KB)
    变电站作为电力系统的核心部分,一旦发生火灾将可能造成严重的后果,研究变电站电缆的热解反应机理具有重要的现实意义。目前,针对变电站电缆热解机理,特别是元素变化规律和气体产物定量的研究较少。该文针对典型变电站阻燃低压电力电缆(ZRB-VV22-0.6/1.0 kV型)的外护套材料开展无氧条件下的热解动力学、固气产物特性及反应机理研究。利用热重实验(thermogravimetric,TG)研究外护套在氮气气氛下的热解行为,发现其热解主要分为2个阶段,应用Friedman、FWO和KAS方法,计算得到活化能分别为145.17和241.71 kJ/mol。采用场扫描电镜和X射线能谱仪联用技术(EDS)对原料和热解残碳进行元素分析,发现热解导致C元素挥发,其质量占比在热解后明显降低;Ca、Mg、Si元素无法挥发,以氧化物或其他化合物的形式保留在残碳中,质量占比明显升高;Cl和O元素部分挥发,质量占比有所升高,其中Cl元素的挥发可推断产物中存在HCl。进而,利用热裂解-气相色谱质谱联用(Py-GC/MS)对该电缆外护套的挥发性产物进行定性定量分析,发现其热解第一阶段(<623 K)产物以HCl和苯为主,当热裂解温度上升到773 K时产物中出现多环芳烃及苯系物,其热解过程以内部聚氯乙烯(PVC)材料受热分解为主,主体产物与PVC热解类似,用内标法对HCl、苯及苯系物进行定量,得到HCl和苯的产率分别为0.077和0.266 g/g,其余苯系物的产率较低。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    基于微博数据的台风灾害舆情分析与灾害损失估计  收藏
    李绍攀, 赵飞, 周义棋, 田向亮, 黄弘
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 43-51.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.26.031
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (5483KB)
    该文以2018年台风“山竹”和2019年台风“利奇马”为研究案例,通过网络爬虫爬取微博数据,将Bayes情感分析模型运用到台风自然灾害的舆情分析,讨论了2种不同台风的灾害舆情演化规律。在舆情演化规律的基础上,利用城市热度分布和情感指标,结合城市地理位置、经济、人口数据、台风灾害破坏能力,对临海城市和非临海城市进行了城市灾损数据估计。灾损评估结果对于各地级市的灾情评估有较好的一致性,具有一定的参考意义。研究结果及方法可为灾情研判及救灾需求分析提供参考,帮助解决台风灾害发生初期应急救援过程中各地级市物资调配问题。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    基于情景时空演化的暴雨灾害应急决策方法  收藏
    姜波, 陈涛, 袁宏永, 范维澄
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 52-59.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.22.025
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1439KB)
    暴雨灾害具有影响大、次生衍生事件多、应急处置难度大等特点。该文从孕灾环境的角度研究暴雨灾害演化过程,针对暴雨灾害典型的时空分布特点,应用Markov决策过程理论,提出了基于情景时空演化的暴雨灾害应急决策方法。通过分析单一空间下暴雨和承灾体的演化过程,以及采取不同应急响应措施对灾害演化的影响,得到最小灾害损失下的最优决策策略。结果表明:基于Markov决策过程的暴雨灾害时空演化方法,可以有效地辅助应急决策者在暴雨灾害发生发展过程中动态调整应急策略,使灾害造成的损失最小。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    基于TELEMAC-2D模型分析不同洪涝情景对城市应急响应时间的影响  收藏
    邵蕊, 邵薇薇, 苏鑫, 杨志勇, 刘家宏
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 60-69.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.22.036
    摘要 ( 1 )   HTML    PDF (25266KB)
    暴雨洪涝灾害会淹没城市路网进而导致交通与公共服务的中断,增加应急救援时间。该文采用TELEMAC-2D模型模拟了前山河流域五十年一遇与百年一遇设计暴雨情景下的淹没过程,分析了不同的暴雨洪涝情景下前山河流域的医院、消防和公安救援的响应时间。结果表明:在无暴雨洪涝情景下,研究区域内医院、消防和公安的平均可达时间分别为19、24和15.8 min。五十年一遇的暴雨洪涝情景下,城市部分道路被淹没,医院、消防和公安对研究区域的平均响应时间分别增加到133.7、241.8和201 min,远大于无暴雨洪涝情景。百年一遇暴雨洪涝情景下,大部分道路被淹没,医院、消防和公安对研究区域的平均响应时间分别达到220.1、366和304 min,仅站点周边地区可以得到快速响应,其余地区均无法及时响应。暴雨洪涝对城市应急响应能力的影响显著,及时改善城市路网可以避免造成更大的损失。基于TELEMAC-2D模型模拟的城市暴雨洪涝与应急响应能力评估方法,对城市洪灾的应对具有重要意义,可为城市精细化应急管理提供科学支撑。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    考虑地震灾害的城市人员密集区域应急疏散路线规划  收藏
    杨剑锋, 展慧, 陈良超, 窦站
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 70-76.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.020
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (6341KB)
    该文以城市内某大学校园为例,研究了考虑地震灾害的城市人员密集区域应急疏散路线规划问题。首先,根据文献与现场调研确定了校园内可利用的避难场所;其次,根据不同地震加速度条件下建筑物外围墙体坠落对疏散路线通行宽度的影响,提出了“疏散虚拟墙体”概念;然后,利用Pathfinder软件(试用版)进行不同地震加速度、不同人群分布等条件下的人员逃生疏散仿真模拟,并结合人员应对行为及人群疏散过程中可能出现的出口成拱现象,对人员疏散方案进行了优化;最后,通过人员逃生疏散仿真结果对比,确定了人员疏散方案,为改善校园安全管理水平提供了支持。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    专题:社会媒体处理
    用户参与视角下多图推文的图像位置和布局效应  收藏
    马晓悦, 孟啸
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 77-87.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.036
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1369KB)
    该文受用户认知研究启发,探究新浪微博平台中多图推文的图像位置与布局对图像内容向用户互动参与行为转化过程的影响。使用基于单图推文数据训练的XGBoost模型预测多图推文中各张图像所具有的“用户参与潜力”,通过相关分析、Z检验、OLS回归分析验证图像位置、布局与用户参与的关系。研究结果表明,在新浪微博平台的多图推文中,图像位置与布局因素能够在一定程度上影响用户互动参与,具体表现为:1)在图像位置效应中,包含2张、4张、5张和8张图像的推文具有右侧位置效应,包含6张、8张图像的推文具有底部位置效应,包含3张和8张图像的推文分别具有边缘效应和中间效应,其他大多情况下则为对称效应。2)在图像布局效应中,布局2、3、4、5、6、8相比单张图像能够正向促进图像的用户参与潜力转化,使得图像推文可能实现超出其内容潜力平均水平的用户参与度;但是布局7具有负面影响,布局9与单图推文无显著差异。研究结果可为社交媒体图像信息发布提供参考。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    评论感知的异构变分自编码器推荐模型  收藏
    刘树栋, 张嘉妮, 陈旭
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 88-97.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.042
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (3299KB)
    随着推荐系统的研究与发展,人们越来越关注个性化服务信息的准确推送,而对于推荐中数据稀疏的问题,传统评分信息协同推荐的方法很大程度上不能解决。因此人们将一些上下文信息引入到推荐系统中,而蕴含用户偏好的评论文本信息也被广泛用于缓解数据稀疏和冷启动的问题。自编码器作为一种无监督学习方法,在异常检测、人脸识别、数据增强和数据生成等领域具有优秀的表现,其中变分自编码器可以通过神经网络学习用户和项目潜在特征的分布。目前较少有研究利用用户评论信息融合的变分自编码器实现评论感知的推荐,该文提出一种评论感知的异构变分自编码推荐模型。首先,通过注意力机制和神经网络将评论上下文信息引入变分自编码器中,保留变分自编码器对评分信息潜在特征分布的学习,并在早期和后期两阶段进行特征融合,构建多模态的异构变分自编码器模型。其次,针对多模态模型训练,进一步优化引入复合先验项和平衡系数计算项。实验结果表明,该模型在召回率和归一化折损累计增益评价指标上都优于其他对比模型。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    基于聚类系数和节点中心性的链路预测算法  收藏
    郁湧, 王莹港, 罗正国, 杨燕, 王鑫锴, 高涛, 于倩
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 98-104.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.039
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1747KB)
    目前复杂网络领域受到越来越多人的广泛关注。其中链路预测是复杂网络研究中的一个热门的分支,被作为预测缺失链路和识别虚假链路的有效手段。传统基于相似性的复杂网络链路预测主要考虑每个节点的某个相似性指标,而该文提出一种基于聚类系数和节点中心性(CCNC)的链路预测算法,将度、聚类系数和节点中心性3个相似度指标结合,引入到复杂网络链路预测中。该算法使用度和聚类系数作为局部信息的指标,使用节点中心性表征节点在网络中的重要程度。最后,以6个真实网络为例,通过对比曲线下面积(AUC)和精确度(Precision),验证了CCNC算法的可行性和有效性。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    基于多片段语义时空图卷积网络的大学生校园日常行为预测  收藏
    喻宏伟, 周东波, 徐雯慧, 余雅滢, 王小梅, 涂悦
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 105-115.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.041
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (6020KB)
    当前大学生校园日常行为预测与挖掘研究中,一般采用统计、聚类、关联关系等浅层挖掘和学习算法,对学生校园行为的时序性、空间位置及其相关性缺乏深层与高阶应用分析。该文基于时空图网络结构,提出考虑校园活动时间序列与层次相关性和空间语义特征相关的多片段语义时空图卷积网络(MFSTGCN)模型。通过构建大学生校园行为数据集并进行实验,该模型达到了90.4%行为预测准确率,优于典型预测模型。最后,以学生个体成长监测为目标,预警日常行为异常的学生;挖掘学生行为习惯等高阶信息,为构建个性化培养提供有意义的参考。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    汽车工程
    驱动桥桥壳焊接残余应力仿真及试验验证  收藏
    张红卫, 桂良进, 范子杰
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 116-124.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.033
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (8341KB)
    焊接残余应力对驱动桥桥壳结构的强度有着不可忽略的影响,以试验方法研究桥壳结构的焊接残余应力成本较高,且难以获得整个结构的焊接残余应力分布。该文基于有限元法对某商用车驱动桥桥壳的焊接残余应力进行了仿真计算,考虑了焊接过程中相变引起的材料强度变化和体积变化,并与中子衍射法在桥壳焊缝附近的残余应力试验结果进行了对比,验证了仿真结果的准确性。该方法可获得桥壳焊接残余应力整体分布,为桥壳优化设计提供指导。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    微小加速度下汽车质量-道路坡度自适应估计  收藏
    孙恩鑫, 殷玉明, 辛喆, 李升波, 何举刚, 孔周维, 刘秀鹏
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 125-132.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.030
    摘要 ( 1 )   HTML    PDF (8235KB)
    汽车质量和道路坡度是设计高性能汽车决策和控制算法所需的基本参数。但是,微小加速度行驶工况下,汽车纵向惯性力较小,汽车质量和道路坡度难解耦,且现有估计算法的准确性和收敛速度有待进一步提高。该文提出了一种基于车辆纵向动力学原理的自适应无迹Kalman滤波(adaptive unscented Kalman filter,AUKF)算法,通过加大质量预测模型初始噪声,并设计自适应收缩系数对预测误差协方差矩阵进行动态调整,实现了微小加速度工况下汽车质量和道路坡度的快速准确联合估计。其中,自适应收缩系数与质量预测模型噪声和质量估计值有关。不同初始条件下的仿真与实车试验结果表明,AUKF算法能准确估计汽车质量和道路坡度,且质量估计误差均小于3%,道路坡度估计均方根误差均小于0.4°。此外,在纵向加速度小于0.3 m/s2行驶工况下,相比经典UKF算法,AUKF算法极大加快了汽车质量和道路坡度估计的收敛速度,在质量初始误差小于40%条件下,质量误差收敛至3%以内只需约10 s。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    考虑轨迹预测补偿的履带车辆滑动参数估计方法  收藏
    李睿, 李春明, 苏杰, 陈亮, 秦兆博, 边有钢
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 133-140.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.22.020
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (5525KB)
    由于履带与地面之间的相互作用力复杂,因此为履带车辆建立精确的模型较为困难。该文提出了一种基于轨迹预测补偿的双重无迹Kalman滤波(DUKF)的履带车辆滑动参数实时估计方法。上层无迹Kalman滤波(UKF)利用历史轨迹信息对滑动参数进行初步估计,将初步估计的滑动参数输入基于履带车辆瞬时转向中心(ICR)的车辆模型进行轨迹预测,结合轨迹预测相对位置的残差,通过下层UKF对初步估计的滑动参数进行补偿。基于RecurDyn与MATLAB/Simulink搭建仿真模型对所提出的方法进行了验证。仿真结果表明,与传统的UKF和扩展Kalman滤波(EKF)相比,DUKF能够在转变工况下进一步提升履带车辆滑动参数估计精度并减小轨迹预测误差。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    机械工程
    基于欠驱动并联索机构的肩关节助力外骨骼  收藏
    黎帆, 李东兴, 王殿君, 陈亚, 唐晓强
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 141-148.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.026
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (3319KB)
    并联索驱动助力外骨骼具有与人体兼容性好、运动范围大、自由度多等优点,但往往需要多个电机驱动多根绳索,增大了驱动结构的重量和能耗。以往的设计中无法实现在减少电机个数的同时实现多绳索的力控与多自由度的助力。该文提出一种基于欠驱动并联索机构的肩关节助力外骨骼,采用凸轮和弹簧来实现搬运工作时肩关节的三自由度助力。根据给定的手臂动作,进行运动学、静力学建模与绳索排布优化,并通过设计凸轮的轮廓,仅采用1个电机就实现多根绳索的不同输出速度,并分析和仿真了电机旋转角度与各绳索索力之间的肩关节三自由度助力关系。实验结果表明电机旋转角度与索力对应关系准确,验证了该欠驱动机构用于解决多绳索与多自由度力控问题的可行性。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    基于结构光三维视觉测量的机器人制孔姿态修正方法  收藏
    陈璐, 关立文, 刘春, 陈志雄, 薛俊
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 149-155.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.26.028
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (8990KB)
    在制孔工艺中,垂直度很大程度上影响着飞机装配精度、飞机使用寿命和安全性。开展基于先进视觉检测技术的姿态修正研究具有十分重要的意义。该文基于机器人制孔工艺流程,提出了基准孔位置和法向量检测的改进方法,设计了机器人视觉检测系统的工作原理和主要模块,搭建了仿真平台和原理样机;建立了法向量检测模块的三维测量模型,生成了工件表面的点云数据,通过基于无迹Kalman滤波的在线手眼标定方法,将相机坐标系中的点云转换成制孔刀具坐标系中的点云。通过提取待制孔点法向量,提出了机器人制孔姿态修正方法。三维测量结果表明:法向量检测方法精度能够满足航空工业对制孔垂直度的要求。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    用于弧焊过程的视觉传感图像处理及特征信息提取方法  收藏
    张天一, 朱志明, 朱传辉, 孙博文
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 156-162.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.031
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (2530KB)
    视觉传感是获取焊枪位置和姿态以及焊接坡口形状和尺寸等特征信息的有效手段,是实现弧焊过程闭环反馈控制和智能化焊接的基础。该文提出了用于弧焊过程的视觉传感图像处理及特征信息提取方法。研发了基于视觉与重力融合的多源传感器;为有效降低弧焊环境的强弧光及飞溅等对CCD图像的干扰,优化了相关硬件和图像预处理算法,改进并实现了基于Canny算子的边缘提取和基于迭代腐蚀的骨架细化算法。将这2种算法应用于多源传感器采集的弧焊过程中包含激光线的焊接坡口CCD图像处理,分别实现了图像中的激光线交点和焊接坡口导致的激光线弯折点坐标的有效提取和识别。对比分析了2种算法的特征信息提取速度与识别精度。结果表明,基于Canny算子的边缘提取算法完全能够满足对实时性有较高要求的弧焊过程焊缝跟踪需求。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    电子工程
    欺骗干扰对GNSS矢量跟踪环路的影响  收藏
    张欣然, 李洪, 杨春, 陆明泉
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 163-171.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.023
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (3384KB)
    矢量跟踪技术是卫星导航领域的关键技术之一。随着欺骗干扰对卫星导航安全的威胁日益严峻,研究欺骗干扰对矢量接收机的影响对于提高矢量跟踪技术抗欺骗干扰能力有重要意义。该文研究了欺骗干扰对3种典型矢量跟踪环路的影响,推导了欺骗干扰引起的跟踪误差均值,建立了环路失锁条件的表达式,并利用信号源模拟器和软件接收机对分析结果进行了验证。研究结果表明,欺骗干扰能够导致非零均值的信号跟踪误差,降低环路的跟踪性能,甚至引起环路失锁。矢量接收机可以根据该特性进行反欺骗。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    计算等效功率通量密度概率分布的方法  收藏
    靳瑾, 林子翘, 晏坚, 匡麟玲
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 172-178.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.034
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (3746KB)
    等效功率通量密度(equivalent power flux density,EPFD)是衡量非静止轨道(non-geostationary orbit,NGSO)星座系统对静止轨道(geostationary orbit,GSO)星座系统干扰的一项重要评价指标,通常采用外推卫星轨道位置、统计不同EPFD值出现时间占比的方法获得其概率分布。对于如Starlink等的巨型星座,沿用传统外推方法计算EPFD存在仿真时间长、计算效率低等问题。为此,该文提出了一种计算EPFD概率分布的方法。通过在某一区域内不同位置放置基准卫星生成星座快照,以获取所以可能的卫星分布。同时,通过基准卫星的卫星出现概率表征快照概率,计算不同快照产生的EPFD,进而获得EPFD的概率分布。仿真结果表明,该文方法可同时适用于卫星数量较少的传统星座及超大规模的巨型星座,仿真结果与传统外推方法具有相同的准确度,但计算效率更高。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
    自动化
    尾座式垂直起降无人机在时变侧风干扰下的轨迹跟踪控制  收藏
    吴林峰, 李春文
    清华大学学报(自然科学版). 2022, 62 (1): 179-188.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.26.036
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (3450KB)
    该文针对尾座式垂直起降无人机面临的时变侧风干扰问题,设计了一种基于新型姿态提取算法的轨迹跟踪控制方法。首先,根据侧风干扰与无人机姿态的关系建立数学模型,在此模型基础上推导出一种利用无人机滚转角的新型姿态提取算法,显著降低了干扰力。在反步式控制方法的基础上,采用嵌套饱和函数方法对控制输入进行限制,解决推力限幅问题,并通过PD+前馈控制方法解决姿态跟踪控制问题。此外,采用指令滤波器解决了时变侧风干扰造成的期望姿态无法求导的问题。结果表明:只要滤波频率足够大,轨迹跟踪误差便可达到任意小,并通过仿真实验验证了其有效性。
    Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
  会员登录  
 
  编辑部公告 More  
» 2023年度优秀论文、优秀审稿人、优秀组稿人评选结果
  2023-12-12
» 2022年度优秀论文、优秀审稿人、优秀组稿人评选结果
  2022-12-20
» 2021年度优秀论文、优秀审稿人评选结果
  2021-12-01
» 《清华大学学报(自然科学版)》2020年度“优秀论文奖”和“优秀审稿人奖”颁发
  2020-11-03
» 2020年度优秀论文、优秀审稿人评选结果
  2020-10-28
» 第十六届“清华大学—横山亮次优秀论文奖”暨2019年度“清华之友—日立化成学术交流奖”颁奖仪式
  2020-01-17
» 热烈祝贺清华2018年度国家科学技术奖获奖创历史新高!
  2019-01-09
» 第十五届“清华大学-横山亮次优秀论文奖”暨2018年度“清华之友—日立化成学术交流奖”颁发
  2018-12-28
» 第十四届“清华大学-横山亮次优秀论文奖”暨2017年度“清华之友—日立化成学术交流奖”颁发
  2018-01-19
» 第十三届清华大学-横山亮次优秀论文奖暨2016年度清华之友—日立化成学术交流奖颁发
  2017-01-13



  友情链接 More  





版权所有 © 《清华大学学报(自然科学版)》编辑部
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发 技术支持:support@magtech.com.cn