基于Matlab的车载式起竖机构优化设计

针对工程机械和通用后勤装备车载式起竖机构安装于车载回转平台上，布置空间受车载平台大小的限制，不易设计结构尺寸的特点，建立了车载平台起竖执行机构的优化设计数学模型，在满足几何约束，起竖时间、起竖速度和加速度约束等条件下，使顶升机构所需的驱动力最小化。并运用Matlab优化工具箱对某后勤装备车载式起竖机构进行了结构优化设计。结果表明，使用该优化设计方法在满足产品预定功能的前提下，可以明显减小顶升机构所需驱动力。     

供弹动作可靠性仿真研究

为了提高供弹机构的供弹可靠性,以某供弹机为研究对象,研究了供弹机的动作可靠性仿真方法,建立了其动力学仿真模型;利用编制的参数化驱动软件,实现了拨弹轮初始定位角度的参数化驱动;通过随机抽样确定拨弹轮的初始定位角,完成供弹机构的参数化驱动供弹仿真;结合可靠性应力强度干涉模型,计算了供弹机构的动作可靠性,并根据仿真结果优化了...     

步行机器人腿部液压驱动单元控制特性分析

针对目前步行机器人腿部液压驱动单元控制精度较差的问题,对步行机器人腿部液压驱动单元的控制特性进行了研究。建立了步行机器人右前腿髋前后摆关节液压驱动单元的三维模型和数学模型,并利用AMESim软件对其进行了分阶段双PID控制方法下的仿真。结果表明:采用分阶段双PID控制方法,可以有效提高腿部液压驱动单元的控制精度,为提高机器人机体在行进过程中的稳定性打下了基础。     

独立转向与驱动无人装甲车操稳性分析

为了提高军用车辆在恶劣环境中行驶的操纵稳定性,自行设计了一款线控独立转向与驱动无人装甲车辆。基于多体系统动力学理论,在ADAMS/Car中建立线控独立转向与驱动无人装甲车辆悬架、轮胎、转向等子系统模型,并由相应的通讯器建立整装虚拟样机。以建立的虚拟样机模型和试制样车为研究对象,参照国家相关标准完成6项操纵稳定性仿真试验和实车试验,根据实车试验数据验证了仿真结果的正确性。通过分析线性二自由度理论模型推出瞬态响应影响因素并进行转向盘角阶跃输入试验对其定量分析。最后,通过优化后建立的新模型对整车操纵稳定性能进行重新评价。结果表明:优化后在一定程度上改进了车辆的瞬态响应特性,其操纵稳定性能得到相应的提升。     

采用遗传算法的弹托迎风窝结构设计

针对一体化弹丸弹托易分离性和轻质化的设计要求，构建弹托迎风窝参数化外形模型，基于激波和膨胀波理论建立弹托气动力计算模型；以弹托分离加速度和弹托质量综合最优为目标函数，采用遗传算法对弹托迎风窝的外形参数进行优化设计，从而得到弹托迎风窝的优化外形。以中口径尾翼稳定脱壳穿甲弹的弹托设计为例，采用提出的优化设计模型对其迎风窝结构进行优化设计，并采用基于动网格技术的弹托分离仿真模型验证其最优性。仿真结果表明：所提优化模型能够得到最优的弹托迎风窝结构；针对现有的中口径尾翼稳定脱壳穿甲弹，可进一步对其弹托结构进行优化，以提高其分离快速性。     

某型飞机起落架收放机构性能仿真

为了验证某型飞机起落架收放机构采用理论计算值的收放性能,建立了该型飞机起落架收放机构的数学模型,采用起落架三维模型和收放作动筒、下落加速器的一维模型进行联合仿真。结果表明:采用理论计算值能够实现起落架在有限时间里的收放任务,各部件在收放运动中无干涉。此外,利用该联合仿真模型研究了收放作动筒、下落加速器结构参数对起落架收放性能的影响,指出收放作动筒活塞截面积和下落加速器活塞杆腔截面积可作为优化设计的优先选取参数,为该型飞机起落架收放机构性能的进一步优化提供参考。     

面向故障预测与健康管理的传感器优化配置

传感器优化配置是保证装备故障预测与健康管理(Prognostics and Health Management,PHM)系统有效实现的基础.针对目前陆军装备保障中缺乏有效的传感器配置方法的现状,以某型防空导弹调平起竖系统为研究对象,建立了考虑传感器失效的PHM系统传感器优化配置模型.对导弹发射车调平起竖系统控制回路进行了分析,在此基础上形成系统的故障-传感器相关性矩阵;根据系统的指标要求建立传感器优化配置模型,采用蚁群算法求解;将结果与粒子群算法进行比较,表明利用蚁群算法取得了更优的配置方案,能够为PHM系统中装备的传感器优化配置提供有效指导.     

滑翔飞行器控制系统设计与仿真

建立了无动力滑翔飞行器的弹道数学模型和控制系统的控制规律与模型,根据滑翔控制的特点及飞行器飞行中的稳定性要求,对滑翔飞行器控制系统进行了数学仿真,同时对飞行器控制系统的参数进行了优化并给出了仿真的结果。     

稀相气力输送CFD-DEM仿真中两种模型的比较

比较了两种不同的CFD-DEM数学模型(模型A和简化模型A)在稀相气力输送数值模拟中的性能。简化模型A忽略了空隙率对气相的影响,在节省仿真时间的同时也提高了计算的稳定性。使用两种模型分别对带有弯管的稀相气力输送系统进行了仿真,对比仿真结果表明:两种模型对颗粒绳分散速度和弯管出口处颗粒分布的预测几乎一致,对弯管入口处颗粒速度和弯管中接触信息的预测也仅存在较小差别。     

大型导弹发射装置风载荷响应分析

风载荷是导弹发射装置结构设计中的重要设计载荷,大型导弹由于长度较大、具有大长细比,因此其发射装置在起竖后受到风载荷的影响较大。分析了自然风的组成和特性,应用随机振动理论分别研究了平均风和脉动风对导弹发射装置起竖后的影响作用,建立数学模型并用Matlab软件模拟仿真了发射装置产生的位移响应,为该型导弹发射装置的设计提供了一定的理论依据。     

多级膜水处理流量稳定性建模及仿真研究

多级膜水净化装置通过膜的过滤作用产生净水,而净水流量稳定性是该装置的性能评价要素之一。建立单级膜净水流量稳定性数学模型并将模型推广至多级膜,在Simulink环境下对多级膜模型进行仿真。结果表明,原水浊度越大,浓水阀门开度变化率越大、膜污染指数越小,净水流量越不稳定。实际净水实验表明仿真结论与实验结果相一致。通过调节浓水阀门开度对净水流量稳定性进行了控制分析,结果表明,浓水阀门开度以阶梯信号方式输入,可控制流量稳定系数在[-1,1]变化,从而提高多级膜水净化装置的工作效率。     

冲压发动机导弹轨迹/总体参数一体化优化设计

对以冲压发动机为动力导弹的轨迹/总体参数一体化优化设计问题进行了研究。建立了一体化优化的相关数学模型,提出采用高斯伪谱法将一体化优化中的轨迹最优控制问题参数化,然后用序列二次规划方法求解该一体化优化问题。仿真结果表明,经过一体化优化设计,起飞质量比不考虑轨迹优化的方案减少了4.06%。总体参数优化结合轨迹优化最大程度地挖掘了导弹总体设计的潜力,提高了总体性能。其结果可为冲压发动机导弹总体优化设计研究提供理论参考。     

动态逆在变质心导弹姿态控制中的应用

针对导弹变质心这种新的控制方式,建立了变质心旋转导弹准弹体下的动力学模型,由于模型是复杂非线性的,通过按线性化族近似化理论对模型进行了合理简化,并用动态逆控制理论对系统的姿态控制进行了设计,仿真结果表明,所设计的变质心导弹动态逆姿态控制具有很好的快速性、稳定性.仿真证明这种方法是有效的.     

用于纯方位目标跟踪的修正极坐标自适应卡尔曼滤波算法

针对纯方位被动目标跟踪中,直角坐标系下的扩展卡尔曼滤波器容易发散而导致滤波精度很差的问题,提出了一种修正极坐标系下的自适应卡尔曼滤波算法,对虚拟系统噪声进行估计,动态补偿模型线性化误差,对其滤波理论及算法进行了研究和仿真。仿真结果表明,该算法提高了滤波的稳定性、快速性和精确性,优于一般的扩展卡尔曼滤波算法。     

基于ModelCenter的顶置武器站稳定精度优化

顶置武器站具有系统组成类型复杂、子系统间存在耦合作用的特点,导致多学科协同仿真的优化模型难以建立。通过Adams、Simulink分别建立了顶置武器站机械系统及控制系统模型,并在多学科优化设计平台Model Center中对该机电联合仿真模型进行系统集成;在此基础上,以顶置武器站稳定精度为目标函数,采用一阶差分模型对炮控系统比例系数及积分系数进行了灵敏度分析,并采用设计探索优化器对该参数进行了优化设计。仿真结果表明,所建立的顶置武器站稳定精度多学科协同优化模型设计周期短、计算效率高,为下一步进行顶置武器站多工况、多结构参数的优化设计提供技术支撑。     

拦截器姿控系统的模糊滑模控制方法研究

对拦截器姿态控制系统进行研究,用模糊控制方法对准滑模控制方法加以改进,形成了一种模糊滑模变结构控制方法。仿真研究表明,该模糊滑模控制方法能够较好地实现拦截器的姿态控制,具有较好的快速性和稳定性。     

轮毂电机驱动车辆转向控制策略

为提高轮毂电机驱动车辆转向机动灵活性以及安全稳定性,提出了一种基于直接横摆力矩控制的转向控制策略。以带有双桥转向机构的8轮轮毂电机驱动车辆为研究对象,研究其双重转向控制问题,建立基于车辆二自由度单轨模型的车辆参考模型,并以横摆角速度作为控制变量,建立基于横摆力矩PID控制器和横摆力矩分配控制器的转向分层控制模型。利用硬件在环实时仿真实验对所提出的转向控制策略的可行性和有效性进行分析验证。     

双转子活塞发动机差速驱动组件的动态静力学建模与分析*

针对双转子活塞发动机的工作特点,分析了其差速驱动组件的机构特性,定义了动力学参数,进而采用矢量力学方法对差速驱动组件的动态静力学进行数学建模。运用Matlab对所建理论模型进行数值计算,得出了主要部件的受力特征。为了验证所建数学模型的合理性,基于多体动力学仿真理论,在Recur Dyn环境下建立了双转子活塞发动机的虚拟样机模型,仿真结果与理论计算结果相比较,相应的约束反力的数值变化规律基本一致,都呈现4个周期的变化过程,冲击位置也基本相同,表明建立的动力学理论模型基本符合实际情况,是可信的,可以用作双转子活塞发动机改进设计的理论基础。     

基于HLA的地基动能武器作战仿真研究

在分析地基动能武器作战方式的基础上,提出了仿真的基本思路;对仿真中的主动段方案设计、中段飞行和末段飞行3类关键数学模型进行了建模分析;最后基于HLA对地基动能武器仿真系统进行了设计.     

分布式电驱动履带车辆容错分配控制策略

分布式电驱动履带车辆的驱动电机数目多、分配维数高,主电机故障时,会严重破坏行驶的平顺性和稳定性,影响驾驶安全.针对主电机故障时动力重分配的问题,采用一种规则与故障因子约束分配律相结合的分配方法,提出了一种容错分配控制策略,提高电机故障时的动力性和安全性.然后构建了Matlab与RecurDyn联合仿真模型,进行了主电机故障时的直线和转向行驶仿真实验,表明所提出了容错控制策略能够大大提高车辆行驶的安全性和稳定性.