《无人系统技术》投稿模板 智能无人自主系统的发展趋势 何博',聂万胜2,苏凌宇2 (1.北京海鹰科技情报研究所,北京100074:2.解放军装备学院航天装备系,北京101416) 摘要:摘要采用报道性文摘,应拥有与论文同等量的主要信息,中英文摘要均须包括目的、方法、结 果、结论等四要素,重点说明文章的创新点部分。中文摘要以250字左右为宜。英文摘要应按照英文 法书写,在确保内容完整性的前提下不必采用句子到句子的翻译模式。题目不超过20个字。 综述型文章摘要范例 超声速燃烧不稳定性研究进展 摘要:对超声速燃烧不稳定性这一新兴领域的硏究进行了综合评述,并对未来硏究进行了展望。首先分 析了超声速燃烧不稳定性现象的基本特性及其影响因素;随后讨论了超声速燃烧不稳定性的多种机理;接 着概括了基于上述机理的超声速燃烧不稳定性建模;最后对超声速燃烧不稳定性还需重点研究的方向给 出建议。综述表明超声速燃烧不稳定性的现象、机理和建模都还需持续开展硏究,特别需要关注的是燃烧 室构型布局和燃料喷注方式对超燃冲压发动机燃烧不稳定性现象的影响,在超声速混合层和射流等典型 流动中更深入探索超声速燃烧不稳定性杋理,基于超声速燃烧系统的湍流时空演化特性进一步发展超声 速燃烧不稳定性模型 技术型文章摘要范例 耦合混合变量的空间机动飞行器多学科设计优化 摘要:针对复杂耦合下的空间机动飞行器(SMⅣV)多学科设计优化(MDO)问题,开展了同时考虑连续离散 混合变量的MDO求解技术研究。考虑空间机动飞行器总体方案设计需求建立了包括轨道分系统、电源 分系统、结构分系统、推进分系统、GNC分系统等多个学科的空间机动飞行器MDO模型;提出了基于变 量转化法的混合变量MDO求解策略,将连续-离散混合变量MDO问题转化为普通MDO问题进行优化求 解。优化后的空间机动飞行器总质量相比于初始方案降低了18.1%证明了本文方法的有效性。与将离散 变量作为连续变量优化的直接方式对比分析表明本文提出的基于变量转化法的混合变量MDO求解策略 在求解效率和可靠性方面更优 关键词:层流:非预混燃烧;混合分数:火焰面方程;标量耗散率;人工智能:机器人学(6-7个) 中图分类号:查阅网站中国图书馆图书分类法文献标识码:A [基金项目]国家自然科学基金(*):教育部新世纪人才支持计划(*事*) [收稿修回日期]2018-01-03/2018-02-08
[基金项目]国家自然科学基金（*********）；教育部新世纪人才支持计划（**********） [收稿/修回日期] 2018-01-03/2018-02-08 《无人系统技术》投稿模板 智能无人自主系统的发展趋势 何博 1，聂万胜 2，苏凌宇 2 （1. 北京海鹰科技情报研究所，北京 100074；2. 解放军装备学院航天装备系，北京 101416 ） 摘 要：摘要采用报道性文摘，应拥有与论文同等量的主要信息，中英文摘要均须包括目的、方法、结 果、结论等四要素，重点说明文章的创新点部分。中文摘要以 250 字左右为宜。英文摘要应按照英文文 法书写，在确保内容完整性的前提下不必采用句子到句子的翻译模式。题目不超过 20 个字。 综述型文章摘要范例 超声速燃烧不稳定性研究进展 摘 要：对超声速燃烧不稳定性这一新兴领域的研究进行了综合评述,并对未来研究进行了展望。首先分 析了超声速燃烧不稳定性现象的基本特性及其影响因素;随后讨论了超声速燃烧不稳定性的多种机理;接 着概括了基于上述机理的超声速燃烧不稳定性建模;最后对超声速燃烧不稳定性还需重点研究的方向给 出建议。综述表明,超声速燃烧不稳定性的现象、机理和建模都还需持续开展研究,特别需要关注的是燃烧 室构型布局和燃料喷注方式对超燃冲压发动机燃烧不稳定性现象的影响,在超声速混合层和射流等典型 流动中更深入探索超声速燃烧不稳定性机理,基于超声速燃烧系统的湍流时空演化特性进一步发展超声 速燃烧不稳定性模型。 技术型文章摘要范例 耦合混合变量的空间机动飞行器多学科设计优化 摘 要：针对复杂耦合下的空间机动飞行器(SMV)多学科设计优化(MDO)问题,开展了同时考虑连续-离散 混合变量的 MDO 求解技术研究。考虑空间机动飞行器总体方案设计需求,建立了包括轨道分系统、电源 分系统、结构分系统、推进分系统、GNC 分系统等多个学科的空间机动飞行器 MDO 模型;提出了基于变 量转化法的混合变量 MDO 求解策略,将连续-离散混合变量 MDO 问题转化为普通 MDO 问题进行优化求 解。优化后的空间机动飞行器总质量相比于初始方案降低了 18.1%,证明了本文方法的有效性。与将离散 变量作为连续变量优化的直接方式对比分析表明,本文提出的基于变量转化法的混合变量 MDO 求解策略 在求解效率和可靠性方面更优。 关键词：层流；非预混燃烧；混合分数；火焰面方程； 标量耗散率；人工智能；机器人学（6-7 个） 中图分类号：查阅网站中国图书馆图书分类法 文献标识码：A
Current Trends in the development of Intelligent Unmanned Autonomous Systems He bo, Nie Wansheng, Su Lingyu ( 1 Company of Postgraduate Management, the Academy of Equipment, Beijing 101416, China; Abstract: With regard to the defect of two mix fraction definition basing on one-step global chemical reaction and element vation, a new definition of mixture fraction is presented using the conservation transport equation. and then the consistent equation is derived in detail and proposed basing on the governing equations of laminar opposed-flow diffusion flame and the new definition of mixture fraction. At last, three drawbacks of TWOPNT software which impact the computation stabi lity and eff iciency in resolving the consistent flamelet equations are modified, the val idity of the flamelet equations is approved using numerical result, and the influence of scale dissipation model to the flamelet library is compared and analyzed. The results show that the flam elet Ii- However, the temperature in the vicinity of flame peak and the non-unity Lewis species distribut ion present obvious error using the common flamelet equations. The scale dissipation model considering variable density wouldn't influence the result almost when the density ratio of oxidizer and production and the scale dissipation rate in stoichiometric mix fraction are in minor value Keywords: laminar flow, non-premixed combustion; mixture fraction; flamelet equations; dissipation rate model (英文摘要一般使用一般现在时加被动语态) 质量不守恒,形成了如下物理平面控制方程 1引言 (1) 非预混燃烧现象广泛存于液体火箭发动机等液体推进 剂喷雾燃烧、及战术导弹等固体药柱燃面退移燃烧领域。有 d(FG 限速率化学反应动力学模型的各种数值算法对这些非预 H-2 昆燃烧现象进行仿真计算所面临的主要困难,一方面是化学 反应在组分和能量控制方程产生的刚性化学源项处理,另 9d aY any ax + 方面是精细网格及复杂反应机理中化学组分方程所产生的 ar ay a X O 大量离散控制方程。火焰面方法仅需求解流动控制方程和 个混合分数传输方程,然后根据各网格点的混合分数分布 D 及火焰面方程预先生成的火焰面库,插值得出流场的组分及 温度分布。该方法略去了燃烧流场控制方程中含刚性化学源 pa+A ay Cp ayl ay 项的组分及能量方程,减少了控制方程数量,并有效避免了 流场与化学反应的耦合,现已成为最有效的非预混燃烧数值 +oD上a 1-|+∑hm=0 y 计算方法。(参考文献要按序号引用,且在文中标注) 其中:F(y)=P/2:G()=p/x:常特征值 2物理模型 H=(aP/ax)/x:x、y分别为平行和垂直于火焰方向坐标 、v分别为平行和垂直于火焰方向速度:T、P分别为 2.1物理平面控制方程 流场温度和压力:p、C、λ为混合物密度、定压比热容 热传导系数:x、、CP、D、、m分别为各组分摩 火焰面模型把非预混燃烧火焰等效为一系列微小火焰尔分数、质量分数、定压比热容、混合平均扩散系数、比焓 面,这些小火焰面可等效为氧化剂与燃料在同轴方向上的层质量生成率。 流对撞非预混火焰,在流场参数及组分仅存在垂直于小火焰 面方向梯度的条件下,层流对撞火焰在物理平面的控制方程 可简化为二维平面柱坐标方程。然后,根据不可压流体的相3数值计算方法 似解对连续方程及动量方程进行进一步简化,并在组分传输 为了构造控制器,我们 方程中引入扩散速度修正项修正混合平均扩散系数产生的
Current Trends in the Development of Intelligent Unmanned Autonomous Systems He Bo1，Nie Wansheng2，Su Lingyu2 ( 1.Company of Postgraduate Management，the Academy of Equipment，Beijing 101416，China； 2. Department of Space Equipment，the Academy of Equipment，Beijing 101416，China) Abstract: With regard to the defect of two mix fraction definition basing on one-step global chemical reaction and element conservation, a new definition of mixture fraction is presented using the conservation transport equation. and then the consistent flamelet equation is derived in detail and proposed basing on the governing equations of laminar opposed-flow diffusion flame and the new definition of mixture fraction. At last, three drawbacks of TWOPNT software which impact the computation stability and effici ency in resolving the consistent flamelet equations are modified, the validity of the flamelet equations is approved using numerical result, and the influence of scale dissipation model to the flamelet library is compared and analyzed. The results show that the flamelet library of the consistent flamelet equations and the governing equations using the new mixture fraction definition is almost uniform. However, the temperature in the vicinity of flame peak and the non-unity Lewis species distribution present obvious error using the common flamelet equations. The scale dissipation model considering variable density wouldn’t influence the result almost when the density ratio of oxidizer and production and the scale dissipation rate in stoichiometric mix fraction are in minor value. Keywords: laminar flow; non-premixed combustion; mixture fraction; flamelet equations; dissipation rate model （英文摘要一般使用一般现在时加被动语态） 1 引 言 非预混燃烧现象广泛存于液体火箭发动机等液体推进 剂喷雾燃烧、及战术导弹等固体药柱燃面退移燃烧领域。有 限速率化学反应动力学模型的各种数值算法[1-3]对这些非预 混燃烧现象进行仿真计算所面临的主要困难，一方面是化学 反应在组分和能量控制方程产生的刚性化学源项处理，另一 方面是精细网格及复杂反应机理中化学组分方程所产生的 大量离散控制方程。火焰面方法[4-6]仅需求解流动控制方程和 一个混合分数传输方程，然后根据各网格点的混合分数分布 及火焰面方程预先生成的火焰面库，插值得出流场的组分及 温度分布。该方法略去了燃烧流场控制方程中含刚性化学源 项的组分及能量方程，减少了控制方程数量，并有效避免了 流场与化学反应的耦合，现已成为最有效的非预混燃烧数值 计算方法。(参考文献要按序号引用,且在文中标注） 2 物理模型 2.1 物理平面控制方程 火焰面模型把非预混燃烧火焰等效为一系列微小火焰 面，这些小火焰面可等效为氧化剂与燃料在同轴方向上的层 流对撞非预混火焰，在流场参数及组分仅存在垂直于小火焰 面方向梯度的条件下，层流对撞火焰在物理平面的控制方程 可简化为二维平面柱坐标方程。然后，根据不可压流体的相 似解对连续方程及动量方程进行进一步简化，并在组分传输 方程中引入扩散速度修正项修正混合平均扩散系数产生的 质量不守恒，形成了如下物理平面控制方程[8]： ( ) ( ) dF y G y dy = (1) 2 3 2 0 d FG G d d G H dy dy dy − + + = (2) 1 0 i i i i i i N k k i k i k k Y Y Y X v D t y y X y Y X Y D m y X y = + − + − = (3) P P , 1 1 P 1 1 0 N N i i i i i i i i i T T T v t y C y y Y X T C D h m X y C y = = + − + − + = (4) 其中： F y v ( ) 2 = ； G y u x ( ) = ；常特征值 H P x x = ( ) ；x 、 y 分别为平行和垂直于火焰方向坐标； u 、 v 分别为平行和垂直于火焰方向速度； T 、 P 分别为 流场温度和压力； 、CP 、 为混合物密度、定压比热容、 热传导系数； Xi 、Yi 、CP,i 、Di 、 i h 、 mi 分别为各组分摩 尔分数、质量分数、定压比热容、混合平均扩散系数、比焓、 质量生成率。 …… 3 数值计算方法 为了构造控制器，我们……
定理1.对于系统(1) 则分散控制器(9)能够保 --跟踪弹道矢径 证闭环系统的输出渐近跟踪参考输入。 证.请注意此处格式… 注1.文中 6.392 4仿真结果及分析 图1矢径变化图 Fig 1 Vector diameter variation diagram (图中尽量不出现英文,特殊名词除外,图表中的单位采 用“名称(若为字母,应用斜体)单位(用正体)”形式 另图中所有字符尽量用7号字,数字和英文字体用“Tmes ew roman”) 表3深度计算结果 Table 3 Depth calculation results 弹径初速度本文计算值试验值 误差 /mm/m·s-1 /mm /mm 76 86-1163% 9.76% 615247 8.52 7.14% 98 10l +3.90% 608 180183-1.64% 797280245+14.29% 67+13.48% (如表中分量有量纲,请注明单位,形式同图) 焰面方程稳态解的计算效率和计算稳定性 5结论 (2)常规火焰面模型在火焰峰附近的温度分布,及OH、 H2O、H2三种非单位刘易斯数组分的分布存在较大误差 本文针对常规火焰面方程中组分扩散系数相同及刘易而本文的相容性火焰面模型则能生成合理的火焰面库 斯数为1的基本假设不适于层流非预混燃烧问题,根据所新 (3)只有在氧化剂与燃气密度比及当量耗散率较大的条 定义的混合分数定义,详细推导得出了适用于层流非预混燃件下,变密度标量耗散率模型才会对仿真结果产生影响。 烧的相容性火焰面方程。然后通过对包含9组分28步反应 的氢氧对撞层流非预混火焰进行数值仿真,证实了该火焰面 參考文献 方程的合理性,并得出了下面主要结论 (参考文献一般不超过20条) (1)指出并改进了常用于求解微分方程稳态解的1]倪茂林,吴宏鑫线性不确定系统的鲁棒稳定控制 TWONPT软件包在计算节点更新及插值方式、雅可比矩阵 器设计自动化学报,1992,18(5):585-589.(中文 更新、线性方程求解三个方面存在的不足,有效地提高该火
定理 1. 对于系统(1)，…… 则分散控制器(9)能够保 证闭环系统的输出渐近跟踪参考输入。 证. 请注意此处格式…… 注 1. 文中……. 4 仿真结果及分析 …… Fig.1 Vector diameter variation diagram (图中尽量不出现英文，特殊名词除外，图表中的单位采 用“名称（若为字母，应用斜体）/单位（用正体）”形式。 另图中所有字符尽量用 7 号字， 数字和英文字体用“Times New Roman”) 表3 深度计算结果 Table 3 Depth calculation results （如表中分量有量纲，请注明单位，形式同图） 5 结 论 本文针对常规火焰面方程中组分扩散系数相同及刘易 斯数为 1 的基本假设不适于层流非预混燃烧问题，根据所新 定义的混合分数定义，详细推导得出了适用于层流非预混燃 烧的相容性火焰面方程。然后通过对包含 9 组分 28 步反应 的氢氧对撞层流非预混火焰进行数值仿真，证实了该火焰面 方程的合理性，并得出了下面主要结论： (1) 指出并改进了常用于求解微分方程稳态解的 TWONPT 软件包在计算节点更新及插值方式、雅可比矩阵 更新、线性方程求解三个方面存在的不足，有效地提高该火 焰面方程稳态解的计算效率和计算稳定性。 (2) 常规火焰面模型在火焰峰附近的温度分布，及 OH、 H2O、H2 三种非单位刘易斯数组分的分布存在较大误差， 而本文的相容性火焰面模型则能生成合理的火焰面库。 (3) 只有在氧化剂与燃气密度比及当量耗散率较大的条 件下，变密度标量耗散率模型才会对仿真结果产生影响。 参 考 文 献 （参考文献一般不超过 20 条） [1] 倪茂林, 吴宏鑫. 线性不确定系统的鲁棒稳定控制 器设计[J]. 自动化学报, 1992, 18(5):585-589. (中文
期刊) phones[eb/ol].2005[2008]. Http: //iriDium. med iaroom 2 Ni M L, Wu HX. A Riccati equation approach to the com/file php/174/Gartner_ what you need to know design of linear robust controllers ] . Automatica about132310lpdf,(电子文献) 1993,29(6):1603-1605.(外文期刊) [14]河北绿洲生态环境科技有限公司.一种荒漠化地区 生态植被综合培育种植方法:中 3 Yang J C, Hu J, Ni M L. Adaptive guidance law design based on characterist ic model for reentry vehi- 国 01129210.5[P/OL] cles [.Science in China Series F: Information Sci- 2001-10-24D2002-05-28]htp/211.152.947/ sipos/z ences,2008,51(12,2005-2021(中国出版的英文刊) lijs/hyjs-yx-new. asp?rec id=01 1292105&leixin. (EF 文献) [4]程水英.空对海单站无源跟踪中的免微分算法研究 D]合肥:电子工程学院,2006.(中国学位论文) [15]刘加林.多功能一次性压舌板:中国, 922149852[P]1993-04-14.(中国专利 5 Grubler A C New methodologies for onboard genera- tion of terminal area energy management trajectories [16 Koseki A, Momose H, Kawahito M, et al. Compiler for autonomous reusable launch vehicleD. Cam US,828402[P]2002-05-5(外国专利) bridge: Massachusetts Institute of Technology, 200 ∏7李炳穆.理想的图书馆员和信息转走家的 (国外学位论文) 素质与形象门图书情报工作,20002):5-8.(只 期数,没有卷数) [6]章仁为卫星轨道姿态动力学与控制[M]北京:北京 [8]亚洲地质图编目组亚洲地层与地质历史概述.UJ 航空航天大学出版社,1998:157-176.(中文图书) 地质学报,1978,3:194-208.(只有卷数,没有 期数) [7 Zhou K M, Doyle J C, Glover K. Robust and optima control[M]. Upper Saddle River, New Jersey: Pren- ce-Hall,1996.(外文图书) [8] Soop EM.地球静止轨道手册[M]王正才,邢国华, 作者简介: 张三,等译.北京:国防工业出版社,1999.(翻译 何博(1986),男,博士研究生, 的图书) 人 工程师,主要研究方向为仿生机器人 9 Norgaard M, Poulsen N, RavnO. Advances in deriva- 控制与决策。 tive-free state estimation for nonlinear systems R] Lyngby, Denmark: Technical University of Denmark, April2000(科技报告) [10 Ni M L, Er M J. Decentral ized control of robot ma- 聂万胜(1989-),男,博士研究生,工程师,主要 ipulators with couplings and uncertainties[C]. The 研究方向为仿生机器人理论与技术 26th American Control Conference, Chicago, USA 通信作者:何博 June28-30,2000.(会议) 通信地址:北京785信箱(101416) []l苗景刚,杨新,周江华,等.气艇气动力半经验模 电话:13893478549 型及其参数辨识C]中国浮空器大会杭州,2007年 E-mail: hebo 163. com 5月17-22日.(会议) 12]GBT16159-1996,汉语拼音正词法基本规则 S](标准) [13 Gartner, Inc. What you need to know about satellite
期刊) [2] Ni M L, Wu H X. A Riccati equation approach to the design of linear robust controllers [J]. Automatica , 1993, 29 (6): 1603-1605. (外文期刊) [3] Yang J C, Hu J， Ni M L. Adaptive guidance law design based on characteristic model for reentry vehicles [J].Science in China Series F: Information Sciences, 2008, 51(12), 2005-2021.(中国出版的英文刊) [4] 程水英. 空对海单站无源跟踪中的免微分算法研究 [D]. 合肥: 电子工程学院, 2006.（中国学位论文） [5] Grubler A C. New methodologies for onboard generation of terminal area energy management trajectories for autonomous reusable launch vehicle[D]. Cambridge: Massachusetts Institute of Technology,2001. （国外学位论文） [6] 章仁为.卫星轨道姿态动力学与控制[M].北京：北京 航空航天大学出版社,1998:157-176.（中文图书） [7] Zhou K M, Doyle J C, Glover K. Robust and optimal control[M]. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice-Hall, 1996.（外文图书） [8] Soop E M. 地球静止轨道手册[M].王正才，邢国华， 张三，等译. 北京：国防工业出版社，1999.（翻译 的图书） [9] Nørgaard M, Poulsen N, Ravn O. Advances in derivative-free state estimation for nonlinear systems [R]. Lyngby, Denmark: Technical University of Denmark, April 2000.（科技报告） [10] Ni M L, Er M J. Decentralized control of robot manipulators with couplings and uncertainties[C]. The 26th American Control Conference, Chicago, USA， June 28-30, 2000.（会议） [11] 苗景刚，杨新，周江华，等．气艇气动力半经验模 型及其参数辨识[C]. 中国浮空器大会,杭州, 2007年 5月17-22日. (会议) [12] GB/T 16159—1996, 汉语拼音正词法基本规则 [S].（标准） [13] Gartner, Inc. What you need to know about satellite phones[EB/OL].2005[2008].http://iridium.mediaroom. com/file.php/174/Gartner_what_you_need_to_know_ about__1323101.pdf.（电子文献） [14] 河北绿洲生态环境科技有限公司．一种荒漠化地区 生态植被综合培育种植方法 : 中 国 ,01129210.5[P/OL]. 2001-10-24[2002-05-28].http://211.152.9.47/sipoasp/z lijs/hyjs-yx-new.asp?recid=01129210.5&leixin.（电子 文献） [15] 刘加林 . 多 功 能 一 次 性 压 舌 板 ： 中 国 ， 92214985.2[P].1993-04-14.（中国专利） [16] Koseki A, Momose H, Kawahito M, et al.Compiler : US, 828402 [P]2002-05-25.(外国专利) [17] 李炳穆.理想的图书馆员和信息转走家的 素质与形象[J].图书情报工作，2000(2)：5-8.（只 有期数，没有卷数） [18] 亚洲地质图编目组.亚洲地层与地质历史概述. [J]. 地质学报，1978，3：194-208.（只有卷数，没有 期数） 作者简介： 何博（1986-），男，博士研究生，高级 工程师，主要研究方向为仿生机器人运动 控制与决策。 聂万胜（1989-），男，博士研究生，工程师，主要 研究方向为仿生机器人理论与技术。 通信作者：何博 通信地址：北京 785 信箱（101416） 电话：13893478549 E-mail:hebo@163.com
