全液压驱动管道机器人公理化设计

随着管道机器人应用领域与任务需求的不断增大,机器人设计中存在的问题日益突出,如输出功能相互耦合、定位精度不高以及复杂环境下可靠性低。针对石油水平井对于管道机器人的特殊应用需求,将公理化设计理论应用到机器人系统设计中,创新设计一种基于挠性支撑结构的全液压驱动管道机器人。概述公理化基本原理与设计过程,对全液压驱动管道机器人进行概念设计,完成设计耦合性分析。确定机器人机械系统与液压系统具体结构组成,并分析其工作机理。应用AMESim软件,对机器人运动原理方案进行仿真分析,结果表明:全液压驱动管道机器人可以实现自动往复运动,牵引力可以达到30 kN,运动速度可以达到0.12 m/s;机器人牵引能力与运动速度可以完成单独调节,从而实现解耦设计。     

再入快速抵达轨迹优化设计方法

针对再入初始速度大、飞行时间约束苛刻的轨迹设计问题,提出一种基于遗传算法和攻角+倾侧角联合优化的再入快速抵达轨迹优化设计方法。该方法在再入初段利用较大攻角迅速减小弹道倾角和拉平弹道,在再入后段/滑翔段联合设计和优化攻角+倾侧角变化规律以显著降低终端飞行速度,同时满足终端高度、终端航向角、最大动压、最大热流等约束条件。该方法能够提升传统升力体飞行器再入快速到达能力并拓展其应用范围。仿真结果表明,在典型飞行器参数和较大初始再入速度条件下,全程飞行时间小于12 min,终端速度能够小于7Ma,横向机动距离超过800 km。     

灵活的多层嵌套拉丁超立方体设计构造

计算机试验的设计方法越来越受到重视,嵌套拉丁超立方体设计是计算机试验设计中的一种新型方法,其在多种精度试验中有广泛的应用。但多数嵌套拉丁超立方体设计要求低精度试验次数需为高精度试验次数的倍数,这在应用中会有很大的局限性。通过对其构造方法的改进,得到一种结构更加灵活的多层嵌套拉丁超立方体设计,使得不同精度试验的次数可以更加灵活选取。该设计方法在一维投影上可以达到很好的均匀性。仿真结果表明,该方法较若干相关方法能够达到更小的均方误差。     

热压多晶氟化镁的磁流变抛光研究

热压多晶氟化镁是一种被广泛应用的红外光学材料.磁流变抛光因其抛光效率高、磨头无磨损、可实现确定性加工等优点而日益成为倍受瞩目的超精密光整加工技术.在利用传统抛光方法得到热压多晶氟化镁的抛光特性的基础上配制了适用于该材料的磁流变抛光液.通过抛光实验证明,与传统抛光方法相比,采用磁流变抛光方法对热压多晶氟化镁进行抛光,可以得到较好抛光表面质量,并且抛光的效率也大大提高.     

改性C/C复合材料快速制备与抗烧蚀性能考核

采用液相浸渍法结合反应熔渗法快速制备改性C/C复合材料,研究其微观组织及在氧乙炔焰和高频等离子体风洞环境中的烧蚀行为。结果表明:改性C/C复合材料主要含有Hf C,Zr C,Ta C等高熔点陶瓷改性相,其密度为3.83 g/cm3,开孔率仅为4.71%。氧乙炔焰烧蚀360 s后,改性C/C复合材料表面形成一层主要由Hf O2,Zr O2,Ta2O5组成的致密氧化物层,材料的线烧蚀率为0.005 18 mm/s。使用高频等离子体风洞考核改性C/C复合材料球头模型,在热流量3.5 MW/m2、驻点温度2293℃的条件下考核180 s后,模型表面生成致密光滑的氧化物保护层,与基体结合牢固,模型形状及尺寸无明显改变,去掉氧化物后测得其线烧蚀率为0.001 72 mm/s。     

面向战术训练的装备模拟器的设计

模拟器是战术训练系统的重要组成部分,分析了战术训练模拟器的主要功能要求,从模拟器总体体系架构设计、结构和布局设计、设备设计和选型、软件体系设计等方面介绍了模拟器的总体设计内容,分析了模拟器设计中的关键技术,提出了设计中的应对措施。     

认知MIMO雷达波形设计研究

认知多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达将认知技术与MIMO技术相结合,具备动态环境信息感知和自适应调节能力,受到雷达界的广泛关注。相比于传统雷达,认知MIMO雷达性能更优、适应性更强,是雷达迈向智能化发展的趋势,而发射波形的优化设计是实现雷达认知的关键,因而成为近年来学者研究的重点。首先介绍了认知MIMO雷达基本概念,分析了波形设计现状,然后在波形设计步骤的基础上,重点从优化准则和优化方法两方面总结了现有研究成果及特点,最后讨论了未来研究方向和需要解决的问题。     

基于增强现实的装备诱导维修系统设计与实现

针对目前装备维修过程中存在的复杂度高、上手慢和安全性低等问题,构建了一个诱导维修原型系统,并围绕增强现实关键技术阐述了诱导维修系统的设计与实现;采用了模块化设计方法,通过分析诱导维修系统设计需求,对系统所需要的各个功能模块进行了设计,并且使得系统的维修任务能够根据维修对象的改变在框架不变的前提下得到修改或升级;利用该原型系统对发动机活塞环和离合器片更换两项维修任务进行了诱导,验证了系统的功能。     

基于多项式设计法的小推力轨迹设计

形状逼近法是小推力轨迹设计中的一种有效方法,然而现有的方法大都假定运动轨迹为某一特定的形状,而且没有考虑推力加速度的约束限制。针对小推力轨道交会问题,提出一种基于多项式的轨迹设计方法。结合极坐标系,建立基于多项式的三自由度轨迹运动模型,将轨迹设计问题转化为求解多项式的系数问题;根据运动模型推导轨迹的动力学特性,建立约束方程,并以消耗燃料最少作为性能指标,采用序列二次规划的方法对多项式的系数进行寻优计算。该方法不仅能求解多个形状设计参数不确定性问题,而且还能满足推力加速度的约束限制。仿真验证了该方法的正确性和可用性,该方法可为任务设计初步阶段的轨迹设计和燃料消耗预估提供一定的技术参考。     

几何分布定数截尾步加试验的最优设计

在逐步type-II结尾场合下,研究产品简单步进应力加速寿命试验的优化设计。假定产品服从几何分布,讨论了几何分布产品加速方程如何建立,利用次序统计量的大样本性质,得到相应的Fisher信息矩阵,以对数特征寿命极大似然估计的渐进方差最小为准则结合Fisher信息矩阵,给出了步进应力加速寿命试验的最优分配比例,通过模拟验证最优设计的有效性。