惯性测量单元内杆臂标定卡尔曼滤波方法

在高动态环境下,由内杆臂引起的尺寸效应误差是高精度捷联惯导系统的重要误差源之一。从原理上分析了内杆臂误差的产生机理,推导了内杆臂误差的动态误差模型,并结合系统误差模型推导了内杆臂的标定模型,选取考虑了外杆臂误差的速度误差为系统观测量,提出了基于卡尔曼滤波的内杆臂参数辨识方法。试验结果表明,内杆臂标定重复性精度优于2 mm,快速旋转试验中,内杆臂误差补偿后,速度误差减小90%,摇摆试验中的导航精度也得到显著提升。     

高陡度非球面磨削亚表面损伤深度规律

具有高陡度非球面特性的光学元件可以明显改善光学系统的空气动力学性能,从而提升和优化系统综合性能。磨削加工方法可以作为此类元件的前期加工工序,而磨削难免会造成零件的亚表面损伤,且在这种高陡度非球面磨削加工中磨削参数是实时变化的,造成整个工件亚表面损伤深度不一致。针对这种情况,建立亚表面损伤预测模型,并结合半球形砂轮磨削的特点,通过理论计算预测非球面磨削亚表面损伤深度分布规律。在此基础上,以热压多晶氟化镁平面为对象进行模拟参数实验,通过磁流变抛斑点法得到各组参数下亚表面损伤深度情况,结果显示损伤深度范围在12.79μm~20.96μm之间,且沿试件半径方向由内向外呈增大趋势,结果与预测模型相吻合。     

基于差分进化算法的铁磁物体磁化率优化方法

针对工程中铁磁物体磁化率难以确定的问题,以单元表面积分铁磁物体感应磁场模型为基础,利用磁场测量值建立了多维磁化率数学优化模型,并运用具有全局多维寻优能力的进化差分算法对多维磁化率数学模型进行了求解,进而确定了铁磁物体的感应磁场分布。最后,设计了空心圆筒磁测实验,实验结果表明:该方法能有效获取铁磁物质多维磁化率,还能精确计算铁磁物体的感应磁场分布。     

基于粗糙集和支持向量机的火炮内膛疵病识别方法

火炮内膛疵病智能识别是火炮内膛窥测的最终目标,它涉及到内膛疵病的特征提取和疵病识别两方面。首先建立了包括疵病形状、纹理与颜色特征的火炮内膛疵病特征体系;并采用模糊粗糙集理论分析了各疵病特征对疵病识别的敏感性,由此优化了疵病特征体系,降低了疵病特征维数;建立了最小二乘支持向量机小样本、非线性数据特征的多疵病分类器,提高了疵病识别效率和质量。     

伞翼无人机线性自抗扰高度控制

针对伞翼无人机参数不确定性和复杂环境干扰敏感的问题,提出一种伞翼无人机线性自抗扰(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)高度控制方法。建立伞翼无人机8自由度飞行动力学模型,并引入风场和降雨模型以更加准确地模拟真实飞行环境。基于LADRC确定总体控制架构,设计线性扩张状态观测器对所有扰动进行估计,并引入误差反馈率在控制中实时补偿。使用该控制方法在多种扰动工况下进行伞翼无人机高度控制仿真实验。仿真结果表明,基于LADRC的高度控制方法能够有效克服内扰和外扰的影响,实现高精度高度控制;与传统PID控制效果相比,LADRC控制器具有更好的抗扰能力和鲁棒性。     

太阳风作用下航天器表面充电效应分析

针对太阳风等离子体中航天器的充电过程,基于欧洲航天局开发的航天器表面充电仿真软件,建立了航天器的数值计算模型,模拟了太阳风等离子体与航天器的相互作用,实现了不同表面材料时航天器表面电位以及尾迹结构的计算分析,给出了近日环境下航天器周围的空间电位结构以及等离子体密度分布情况。研究结果表明:表面材料的选择将影响空间势垒深度以及尾迹结构,表面充电至更低电位的表面材料具有较小尾迹区域;航天器向阳面电位分布主要由光电子以及二次电子主导,而背阳面的电位分布则主要受到尾迹效应的影响。以上结果对太阳风环境航天器探测和评估等相关工作以及工程研究具有一定的理论参考价值。     

人工鱼群算法在高射炮内弹道性能优化中的应用

针对人工鱼群算法能够解决传统优化算法在局部极值、算法收敛稳定性较差、初始参数设置要求较高等方面的缺陷,提出将人工鱼群算法应用到高射炮经典内弹道数学模型中,以优化高射炮的内弹道性能。优化方案的弹丸炮口速度在满足最大膛压的约束条件下,从初始方案的997.5 m/s提高到1 013.36 m/s,通过几次独立的优化过程得到了6种优化方案,方案之间炮口速度和最大压力的差异很小,进一步说明了人工鱼群算法优化过程的稳定性以及应用到高射炮内弹道性能优化的适用性,该研究结果可以为内弹道装药的优化设计提供一定的指导意义。     

7B04铝合金孔壁超声振动抛光抗疲劳性能分析

针对7B04铝合金孔结构机加质量差、易腐蚀的问题,采用超声振动抛光技术,对原始机加孔和腐蚀孔分别进行了抛光处理,旨在改善和提高7B04铝合金原始机加孔和腐蚀孔的表面完整性。从孔壁处理前后的表面形貌和粗糙度变化情况可知:超声振动抛光可有效去除表面加工刀痕,去除腐蚀产物,同时表面粗糙度降低了43%以上,孔壁局部应力集中系数降低了24%以上,这有利于提高孔的抗疲劳性能。超声振动抛光技术为飞机孔结构的加工和维修提供了新的思路和方法。     

装备内孔零件的堆焊修复与滚压强化工艺研究

阐述了一种修复损伤内孔零件的精密脉冲等离子粉末堆焊+滚压强化复合处理工艺,通过试验对修复层的组织性能进行了观察与测试。结果表明:修复的薄壁内孔零件试样基体变形小,修复层与基体属于冶金结合,修复层和基体过渡区域(包括熔合区和热影响区)较窄,堆焊质量良好;堆焊修复内孔零件试样经车削+滚压强化处理后表面光滑、平整,粗糙度明显降低,且形成了高值残余压应力,这些都有利于改善修复零件的抗疲劳性能。该修理工艺简单可靠、经济实用,可实现损伤内孔零件控型与控性的有效结合,为重载装备的内孔零件修复提供了一种方法。