虚拟振动环境试验在导弹研制中的应用

应用通用有限元程序(NASTRAN)的随机振动模块并自编程序完成了基于最大值控制方式的导弹虚拟振动环境试验的仿真,同时与试验结果进行了对比,进一步验证了此方法的可行性.     

变负载下超磁致伸缩作动器非线性动力特性分析

针对应用于混合隔振系统的超磁致伸缩作动器,建立了其耦合磁弹性的动力学方程。在磁致伸缩材料二次畴转模型和均质能量场磁滞模型基础上,分别分析了变应力对Terfenol-D材料饱和磁致伸缩、磁滞算子、矫顽场分布函数以及交互场密度分布函数的影响,并通过实验数据进行最小二乘参数识别和多项式拟合得到了考虑变应力的二次畴转模型和均质能量场磁滞模型,该模型可以有效地应用于变负载下Terfenol-D杆磁致伸缩的计算。通过对作动器耦合磁弹性动力学方程进行数值求解,得到不同频率及不同应力下外部激励磁场与作动器输出位移之间迟滞非线性关系。结果表明:相同频率下增大负载力,滞回环倾斜角度不变但其面积增加,作动器能量转换效率降低,同时负载力对作动器的幅频特性影响十分明显。     

基于输入输出线性化的深海潜标姿态控制

针对当前深海潜标水下不能主动调整姿态的问题,提出了一种基于矢量推进螺旋桨的主动姿态控制方法.首先,利用凝集质量法建立潜标缆索在深海环境中的运动模型,解算张力及缆索构型;然后,联立潜标六自由度运动方程,耦合缆索两端的边界条件,采用四阶龙格-库塔法解算获得潜标的运动要素与姿态变化;最后,针对潜标运动的非线性数学模型,提出了一种基于输入输出线性化的状态反馈姿态控制律,并编制Matlab程序进行仿真.仿真结果表明:该控制律能够使潜标姿态跟踪到参考姿态.     

组合金属橡胶隔振系统参数识别

对2块金属橡胶元件组合制备的隔振器进行静动态试验,指出组合隔振器的优点;利用双折线模型描述该非线性迟滞系统的记忆恢复力,并建立该系统的本构关系及参数识别方程;采用给记忆恢复力zs赋初值,再将用最小二乘法识别得到的参数作为初值构造误差函数,利用误差函数把一次刚度和记忆恢复力的参数识别问题转化为函数优化问题的方法,用小生境遗传算法进行优化识别;对该方法进行模拟仿真识别,并对某金属橡胶隔振器进行试验研究.仿真和试验均表明该方法根据系统输入-输出数据来直接识别系统的物理参数,简单可行且精度较高.     

悬索桥在静风荷载作用下的非线性计算分析

为了防止悬索桥在风荷载作用下产生过大变形甚至发生失稳,有必要对其进行非线性计算分析,以确定结构主要构件在风荷载作用下的变形特点,并判断其静风稳定性是否满足要求。以一中等跨径的悬索桥为实例,利用节段模型试验采集三分力系数,采用大型有限元程序ANSYS对其进行静风稳定性非线性计算,得到了悬索桥在递增变化的风荷载作用下的顺风向位移,以及最终发生静风失稳时的临界风速。计算结果表明,桥梁各构件位移随风速的增大而增大,横向屈曲最大风速大于临界风速,该桥的静风稳定性满足要求。     

装配式管线水力瞬变的非线性流固耦合模型

装配式管线是一种重要的油料保障装备,用于地面铺设,属于典型的薄壁弱约束管线系统。根据装配式管线的特点,应用管道弹性变形理论,推导了水力瞬变状态下装配式管线的非线性流固耦合5-方程模型。该模型充分考虑了管道与流体之间的耦合互动效应,耦合形式包含了泊松耦合、摩擦耦合、结合部耦合,以及管线系统的轴向、横向和径向振动耦合,并计及了管道结构阻尼的影响。针对装配式管线的特殊连接约束方式,提出了一种带有扭转弹簧的铰支型约束边界,可通过确定扭转弹簧的弹性系数来建立管线两端的约束边界方程。     

二维相关的G0分布雷达杂波仿真

G0分布模型可实现对不同均匀度雷达杂波的较好拟合,二维相关G0分布雷达杂波的精确仿真对雷达系统设计和性能评估具有重要意义。在利用分段多项式拟合的方法近似表示非线性变换的基础上,将二维相关的高斯随机过程作为输入,提出了基于无记忆非线性变换的二维相关G0分布雷达杂波仿真方法。更进一步,为了实现对杂波幅度与相关性的独立控制,并仿真具有同相和正交分量的相参雷达杂波,推导了单视条件下G0分布模型的球不变随机过程特征函数表达式,提出了基于球不变随机过程的仿真方法。仿真结果表明,这两种方法均能够仿真产生满足幅度和相关性要求的二维相关G0分布雷达杂波。     

微波雷达海杂波混沌特性分析

随着非线性学科的发展,混沌科学受到各个学科领域的广泛重视,海杂波的混沌特性吸引越来越多的科研人员开始探索混沌理论在雷达系统中的应用。介绍了混沌理论的起源和发展趋势,简要阐述了混沌定义,给出了混沌的奇异吸引子、相图与Poincare截面、相关维及Lyapunov指数等基本特性,并基于混沌时间序列的关联积分C-C法、相空间重构法及小数据量法等混沌特性研究方法,对微波雷达实际采集的海杂波数据进行了混沌特性分析,分析结果表明,微波雷达海杂波数据具有混沌特征。     

多运动站测角频差无源定位方法研究

针对测角频差无源定位问题,提出了一种快速有效的解析定位方法,该方法通过引入中间量,将辐射源位置非线性估计问题转化成两个加权线性最小二乘估计问题,简化了定位解算.该方法无需进行参量搜索,比搜索法运算量小;无需初始值引导,比高斯-牛顿迭代法使用方便.在结构上,建立了观测模型,然后给出了辐射源定位误差对应的克拉美罗限,阐述了...     

非线性短时延网络控制系统的容错控制器设计

针对一类存在短时延的非线性网络控制系统,提出了一种基于观测器的传感器失效完整性控制方法。首先利用模糊T-S模型对系统进行模糊建模,在此基础上,提出模糊控制器与模糊观测器的协同设计方法,然后应用李亚普诺夫函数法和线性矩阵不等式（LMI）法,给出了闭环模糊系统在传感器故障时具有完整性的充分条件。数值仿真算例表明,该方法是可行和有效的。