本文關(guān)鍵詞：基于聲發(fā)射的載人密封艙撞擊源定位技術(shù)研究

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【摘要】：人類的空間活動(dòng)及星體碰撞等自然現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生空間碎片,這些空間碎片環(huán)繞在地球周圍,威脅著在軌運(yùn)行航天器的安全。隨著空間技術(shù)的發(fā)展,我國對(duì)載人航天的需求逐漸增多,這就要求保障在軌運(yùn)行載人航天器的安全和宇航員的生命安全。當(dāng)空間碎片撞擊載人密封艙時(shí),有可能擊穿艙壁或使其損傷,導(dǎo)致密封艙內(nèi)氣體泄漏,發(fā)生危險(xiǎn)�？臻g碎片在軌撞擊感知系統(tǒng)中的一項(xiàng)功能是當(dāng)載人密封艙壁受撞擊時(shí),提供撞擊源位置,為修復(fù)航天器和確保航天員安全提供保障。在眾多定位技術(shù)中,聲發(fā)射技術(shù)以其被動(dòng)感知、成本低、可用于大體積被測物體等優(yōu)點(diǎn)適用于載人航天器撞擊源定位問題中。而K近鄰算法規(guī)則簡潔,易行,適用于航天技術(shù)中。并且在K近鄰算法的基礎(chǔ)上可以結(jié)合聚類分析及模糊理論提高算法精度。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)根據(jù)區(qū)域定位法的基本原理選擇適用于本文研究內(nèi)容的方法,進(jìn)行載人密封艙撞擊源定位實(shí)驗(yàn),對(duì)采集到的聲發(fā)射信號(hào)添加擾動(dòng)產(chǎn)生新的實(shí)驗(yàn)信號(hào),研究區(qū)域定位算法并將其應(yīng)用于載人密封艙,得出高精度區(qū)域定位結(jié)果。(2)在區(qū)域定位基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高定位精度,將研究對(duì)象縮小至小區(qū)域內(nèi),進(jìn)行局部撞擊源定位實(shí)驗(yàn),得到各小區(qū)域內(nèi)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù),運(yùn)用K近鄰算法得到定位結(jié)果并進(jìn)行多種對(duì)比,得出結(jié)論。同時(shí),針對(duì)實(shí)驗(yàn)中聲發(fā)射信號(hào)必然存在噪聲的問題,進(jìn)行偏差模擬實(shí)驗(yàn),分析結(jié)果,證明在本文的研究中向量距離與幾何距離無關(guān)。(3)在K近鄰算法的基礎(chǔ)上,引入聚類分析的理論,得到K均值聚類算法;在K均值聚類算法的基礎(chǔ)上,引入模糊理論,得到模糊c均值聚類算法。用三種算法對(duì)局部撞擊源進(jìn)行精確定位,分析各參數(shù)的選擇對(duì)K近鄰算法的影響;分析待測點(diǎn)位置和信號(hào)擾動(dòng)對(duì)定位結(jié)果的影響;分析K均值聚類和模糊c均值聚類算法應(yīng)用于載人密封艙錐段的效果;分析三種算法在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢與劣勢。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V528
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本文編號(hào)：1272458