微机械陀螺品质因数的在线测量方法

品质因数是决定微机械陀螺结构性能的重要参数。传统测量振动结构品质因数的幅频曲线半功率带宽法需要记录大量幅频响应数据并需作离线处理,测量效率很低。通过分析微机械陀螺动力学模型发现,品质因数可根据谐振频率及相频函数在谐振频率点处的一阶导数值计算,且相频曲线在谐振频率点附近近似为线性。利用这些特点,提出一种新的品质因数在线快速测量方法。首先,在谐振频率附近对陀螺进行激励,得到相频数据;然后,使用递推最小二乘法估计出相频曲线斜率;最后根据该斜率和谐振频率值计算出品质因数。新方法不需要存储和离线分析频率响应数据,可以自动确定品质因数。仿真和实验验证了本文方法的正确性和可行性。     

脉冲激励下船舶结构谐振响应预报及其模态阻尼参数识别

从模态识别基本原理出发,对脉冲激励下的时-频域响应、谐振激励下的时域响应的表达式进行推导,找到了其时-频域下的幅值关系,认为一定条件下谐振响应中伴随自由振动成分短时间内难以衰减,指出谐振激励力幅值与脉冲力幅值相等时,脉冲响应频谱对应频率下的幅频与谐振下的强迫振动幅值相等。在建立响应等价关系的基础上,推导了仅通过脉冲响应频谱上有限个谱线信息所确定的某阶模态阻尼比的计算公式。利用船体梁模型验证了响应预报及阻尼比估算的准确性。完成了2块不同材料典型船体板单元模型的前8阶模态阻尼比测试,通过数值计算结合试验响应频谱验证了方法的快速性、可靠性。     

机抖激光陀螺抖动控制回路的解耦设计

抖动控制是影响机械抖动激光陀螺性能的重要因素,基于激光陀螺的抖动动力学响应特性,研究了一种抖动控制回路解耦方法,指出相位反馈能实现机抖激光陀螺抖动谐振频率的稳定跟踪。稳定跟踪抖动谐振频率时,如果在抖动位置零点改变驱动信号幅度,则抖幅响应可以简化为一阶惯性系统响应,抖幅控制支路可以从抖动控制回路中解耦为一阶控制回路,实现抖动控制回路的解耦,提高了激光陀螺抖动系统的控制性能。     

微陀螺仪检测平衡回路建立与验证

基于梳齿电容微结构,分析了电压驱动梳齿电容振动产生静电力的工作原理;针对微陀螺仪开环直接检测的不足,采用静电力平衡哥氏力的方法构建平衡回路,抑制哥氏振动。提取了微陀螺仪哥氏输出信号振动幅值;以哥氏振动幅值为控制量,设计了微陀螺仪检测平衡回路。仿真和实验表明构建的检测平衡回路能够有效地平衡哥氏力,抑制哥氏振动,使质量块回到平衡位置,微陀螺仪标度因数线性度和对称性有显著提高,测量范围、阈值和分辨率等性能均有不同程度改善。     

泵转子流固弱耦合计算与分析

为了探索流固弱耦合计算在推进泵上应用的可行性和有效性,完成了某转子静强度、动强度和振动模态计算与分析。首先,完成泵稳态和瞬态流场CFD计算,提取水动力载荷数据;然后,采用流固弱耦合方法对结构完成稳态和瞬态计算,提取静应力和动应力以及最大变形,校核静强度和动强度;最后,完成流固耦合条件下转子模态分析,得到模态频率和特征振型。结果表明：转子叶片最大应力位于叶根处、最大位移位于叶梢截面近随边处;转子叶片应力满足材料的强度要求,变形量小于叶顶间隙值;湿模态振型与干模态基本一致,但振型幅值明显降低、模态频率降低。该流固弱耦合计算方法能够用于泵转子结构设计与振动谐响应分析,有助于提升设计质量。     

模态分析在确定尾流中气泡谐振频率的应用

舰船尾流的声学特性由分布在尾流中气泡的声学特性决定.气泡的声学特性表现在对不同频率入射声波的反射和散射作用,主要由气泡的谐振频率决定.有限元分析中模态分析可以分析振动结构,得到物体结构的谐振频率.根据尾流中气泡的声学特性,建立气泡声学特性结构模型,用模态分析方法确定气泡的谐振频率以验证模型的正确性,将有限元方法引入分析舰艇尾流的声学特性中.     

半球谐振陀螺动态实验建模

为了建立半球谐振陀螺的误差模型,分析和介绍了半球谐振陀螺工作原理及其系统回路组成,并建立了半球谐振陀螺力反馈模式下的动态理论模型.为解决理论设计模型与实际模型的不一致,提出了以实验数据的曲线拟合度为指标的半球谐振陀螺动态模型建模方法,并通过实验证明了该方法可以用于半球谐振陀螺动态建模,并且能够确保模型的精度.     

基于RTX的船用六自由度运动稳定平台控制系统的工程应用

以实际应用为背景,介绍了六自由度运动稳定平台的机械结构及其控制系统的设计过程.采用"双速度环串级控制结构"设计了三轴陀螺稳定平台控制器.针对三轴仿真转台和三轴陀螺稳定平台实时控制的要求,讨论了基于RTX的实时控制系统设计和实现方法.测试结果证明,基于RTX的六自由度运动稳定平台控制系统达到了系统的设计指标,实时性高、工作稳定可靠.     

一种旋转导弹解耦控制方法

针对旋转导弹的耦合现象,提出了基于频率域耦合度稳定性理论的控制方法.描述了采用Nyquist阵列进行判定的机理,结合实际算例对不同转速情况下的旋转导弹耦合度进行了分析,得出舵机系统、弹体动力学对耦合谐振频率的影响情况.基于目前的工程需求,给出了解耦控制器的设计方法,并进行了验证.     

基于LMI的磁轴承-转子系统鲁棒增益调度控制器设计

针对陀螺效应明显的磁轴承-转子系统转速变化引起的模型变化而带来的控制问题,提出基于LMI的鲁棒增益调度方法设计控制器.通过建立系统依转速变化的LPV模型,设计了鲁棒增益调度控制器,使转子在全转速范围内保证了鲁棒稳定性和性能.为降低控制器设计的保守性,可缩小转速区间设计控制器使控制性能得到提高.与基于LTI模型设计的鲁棒...     

数值模拟气液针栓式火箭发动机喷雾燃烧对声学激励的响应

为研究气液针栓式火箭发动机的声学振荡特性并为其优化设计提供指导,加工了具有矩形燃烧室的LOX/GCH₄针栓式发动机,采用Euler-Lagrange方法仿真横向速度扰动产生的声学响应,以期在热试前了解声学激励频率对非稳态喷雾燃烧过程的影响。仿真结果表明,采用的横向速度扰动能在燃烧室内产生同频率的一阶横向声学振荡响应。喷雾燃烧对声学激励的响应强弱受扰动频率与燃烧室一阶横向振荡模态固有频率的相对大小影响较大。当扰动频率与该固有频率相等时,压力和燃烧释热随速度扰动出现同相振荡,压力振荡幅值显著增高导致燃烧室前半段的喷雾和火焰同步摆动;同时,燃烧室内存在扩散燃烧变为预混燃烧的趋势,甲烷在更短的距离内燃烧完全且燃烧室温度趋于均匀。     

气动弹性影响下高超声速飞行器动力学建模与分析

高超声速飞行器通常采用轻质材料和细长升力体设计,导致受控刚体运动频率与结构振动频率趋于接近,给飞行器制导控制系统设计带来了巨大挑战。基于假设模态下建立了考虑变截面效应的高超声速飞行器自由梁结构动力学模型,对比了横截面梁和变截面梁模态振型和频率;考虑变截面效应后,振型变化较大,同时二、三阶模态频率均变小。给出了耦合气动弹性和飞行动力学的高超声速飞行器运动方程。在典型工况下,对比分析了刚体、常截面梁和变截面梁高超声速飞行器的平衡和动态特征,结果说明:变截面梁在平衡状态下附加攻角更大,系统在平衡点处开环不稳定性更大,同时非最小相位行为基本不变。     

电传动车辆牵引电机弱磁控制与半实物仿真

为使车用牵引电机在弱磁控制模式下的输出转矩跟随电机最大输出能力,在采用基于磁链的定子电流控制方法的基础上,提出一种最优转矩控制算法,实现时间最优控制,提高系统响应的快速性。基于dSPACE构建了快速控制原型半实物仿真系统,对控制算法进行了多种工况下的仿真试验验证。试验结果表明：该控制系统能够快速、无差地跟踪速度给定信号,实现弱磁区转矩优化控制。     

伺服系统速度环控制器参数的自整定及优化

针对交流伺服系统速度环控制器参数自整定及优化的需求,为使工程技术人员避免繁琐的调参过程,提出了一种基于转动惯量辨识的速度环控制器参数自整定及优化方法。首先,采用频率法分析伺服系统速度环控制器参数的设计规则;随后,采用遗忘因子递推最小二乘法,对控制器参数设计所需的系统转动惯量进行辨识;最后,在此基础上利用设计的变步长迭代算法,完成控制器参数寻优过程。仿真结果表明,采用遗忘因子递推最小二乘法,能够有效辨识出电机轴端的转动惯量。提出算法进行整定及优化后,速度环控制器参数能使系统具有良好的动态响应和鲁棒性。     

异步电机模型参考自适应滑模矢量控制系统研究

在异步电机矢量控制系统中,针对温度变化所引起的定子阻值改变对系统性能的影响,利用模型参考自适应控制（Model Reference Adaptive Control,MRAC）技术对转子磁链进行了观测,并且设计了一种滑模速度调节器代替PI调节器,构建了基于模型参考自适应系统（Model Reference Adaptive System,MRAS）和滑模速度调节器的异步电机矢量控制系统。仿真结果表明：该系统能够实现磁链的准确快速辨识,具有响应速度快、鲁棒性强等优点,适用于温度变化较大的场合,为军用车辆电驱动系统的发展提供了有效的研究方法。     

时域TEM喇叭天线的分析和设计

TEM喇叭是一种超宽带天线,但迄今为止大都是利用频域的概念来研究的。本节从波模理论出发,提出喇叭的开口阻抗不能看作真空波阻抗,它与喇叭尺寸、张角有关;由于冲激脉冲有时序性,反射只与局部结构有关。介绍了实际制作的TEM喇叭天线,并给出了实验结果,表明它具有良好的阻抗匹配特性和波形保真性,对时域天线的研究具有很好的理论和实用价值。     

基于ATmega8的程控电流驱动器设计

以ATmega8单片机为程控接口的核心控制电流驱动器,实现了程控电流驱动器的设计方案。电流驱动器采用Buck变换器进行输入/输出功率变换,通过电压、电流双反馈调节的反馈环路控制PWM驱动电路使Buck变换器实现输出电压可调,程控接口根据设定值大小以高频PWM输出方式控制电流驱动器输出相应的电流。进行了性能测试实验,结果表明：程控电流驱动器输出可靠性高,响应时间快,满足设计要求。     

BTT 导弹自动驾驶仪的多变量频域法解耦设计

研究了一种耦合严重的ＢＴＴ 导弹偏航－滚动通道非方阵模型的自动驾驶仪的设计问题。首先采用内闭环回路法对模型进行了方阵化, 然后采用基于奈奎斯特阵列法思想的多变量频域法进行了设计。仿真表明了自动驾驶仪设计的解耦效果明显     

多旋翼无人机减振分析与实验

针对多旋翼无人机机身系统振动过大导致飞行状态不稳的问题,基于有限元仿真技术与实验方法,进行了减振分析。通过频率分析,确定系统振动过大的原因为固有频率与激励频率耦合导致的共振现象,且共振频点的模态振型包含一阶挥舞、一阶摆振和二阶摆振振型。提出了优化机身壳体截面形状的设计方案,在不增加额外质量的情况下,将一阶挥舞、一阶摆振和二阶摆振振型对应的频点分别提高37.23%、22.47%和18.43%,有效规避了机身共振现象。仿真实验证明,提出的有限元仿真与实验结合的减振分析思〖BHDWG8,WK10YQ,DK1*2,WK1*2D〗〖XCMWL.TIF;%129%129〗听语音 聊科研与作者互动 路及优化设计方法,可为旋翼无人机减振设计提供参考依据。