应用时标分离和动态逆方法设计飞行器的姿态控制系统

在对飞行器的姿态控制过程中,针对飞行器姿态控制系统模型的非线性特性,线性的控制方法难以直接应用,应用非线性控制理论来设计姿态控制律十分必要。结合时标分离的思想将系统姿态的运动学部分和动力学部分分别视为慢变子系统和快变子系统,2次应用动态逆的设计方法来设计控制律,仿真结果表明,系统能够快速地跟踪期望的姿态角,跟踪的精度高,该方法简单可行,具有一定的实用性。     

动态液-液旋流分离器油滴运动轨迹模拟

针对动态液-液旋流分离器油、水两相过程,从流体力学基本方程出发,采用雷诺应力模型、QUICK差分格式和SIMPLE算法模拟分析动态液-液旋流分离器内的流场;并以此为基础,采用离散相模型和多相流模型,模拟油、水两相分离过程和油滴运动轨迹.模拟结果表明:油滴粒径决定其在旋流分离器中的运动轨迹、速度及分离特性,大粒径油滴更易于向中心聚集形成油芯,油芯的形状与油滴的大小直接相关;动态液-液旋流分离器的主要分离过程在转筒内完成,油相分离效率随着油滴粒径的增大而提高.     

低轨星座支持下的敏捷导航战概念及场景设计

以高精度制导武器、无人系统为代表的未来战争对卫星导航信号具有广泛需求;以卫星导航欺骗干扰理论为基础;针对卫星导航系统提出低轨星座支持下的敏捷导航战概念;给出概念定义和内涵并进一步阐释其制胜机理。通过加装欺骗干扰载荷或装置;实现更加机动灵活、更广覆盖范围的信号压制和欺骗干扰。围绕敏捷导航战概念从作战目的、战场环境、作战力量、作战行动、作战效果等方面进行具体作战场景设计;在海、陆、空等作战域多手段协同支持下;通过欺骗信号功率自适应控制、欺骗策略动态调整;保证持续稳定的欺骗干扰信号输出;实现对蓝方威胁目标的区域性信号压制以及逐步隐蔽诱导式欺骗和拉偏;为红方获取战场主动权、有效遂行防御和打击任务提供能力支持。最后对敏捷导航战实现过程中需要突破的关键技术及可行性进行了分析说明。     

基于双线性连接模型的超静定捆绑火箭助推器动力学响应分析

对于长径比较高的助推器来说,为了提高与芯级的连接可靠性,可采用超静定捆绑连接方式。这种捆绑连接方式增加了助推器动力学响应分析的难度。以超静定捆绑火箭助推器为研究对象,通过引入拉压双线性弹簧模拟捆绑连接装置,建立合理的动力学分析模型,对系统进行数值求解,获得径向冲击作用下助推器的动力学响应特性。通过与静定捆绑模型的对比,获得超静定捆绑助推器的广义位移、频谱和内力的响应,从而为工程应用提供一定的参考和理论支撑。     

基于网格质量反馈的弹性体动网格改进研究

高鲁棒性的动网格变形方法是求解包含运动边界的非定常流场问题的关键技术。基于经典的弹性体动网格方法,引入两种设计合理、评价效果较好的网格质量参数——Patrick网格质量参数和Baker网格质量参数,从网格质量反馈优化的角度对经典方法作出改进,提出了一种基于网格质量反馈的改进弹性体动网格方法。结合NACA0012翼型的大角度俯仰运动,对比研究改进方法与经典方法的变形能力,整个过程中改进方法均保持更好的平均/最小网格质量,尤其在大俯仰角90deg时,经典方法的平均、最小网格质量降幅均是改进方法的4倍之多,且机翼尾缘处的网格扭曲严重,而改进方法仍与初始网格保持了较好的一致性,具有更高的鲁棒性。作为例证,分别计算了二维NACA0012翼型、三维ONERA M6机翼的俯仰振荡绕流,并与实验结果及流场规律进行对比,结果表明：基于网格质量反馈的改进弹性体法能够显著提高变形网格的鲁棒性,在大幅度的变形下保持较高的网格质量,对多维流场的求解均可取得精确结果,可为非定常流场问题的求解提供有力支撑。     

新冠肺炎动态病死率分析与疫情预测方法研究【专题】

新型冠状病毒感染的肺炎防控是国家安全体系的重要“战场”,疫情趋势预测是开展疫情科学防控和精准防控的重要基础。本文阐述了疫情动态病死率概念,分析了疫情动态病死率函数和时间曲线,提出了动态病死率发展的3个重要拐点,从动态病死率和新增确诊病人数两个维度,构建了拟合曲线函数,并对疫情发展趋势进行了预测。研究发现,截至2月10日,本次疫情动态病死率已经经过了第3个拐点,趋于稳定;预计到2月16日左右,新增确诊人数达到第3个拐点,进入缓慢下降期;预计2月底底至3月初,每日新增确诊人数将在1000人以内,全国最终的“病死率”将在2%～4%左右。该预测方法是一种运用系统外部特征信息来研判疫情发展规律的较为简便快捷的方法,对于科学预测疫情发展趋势具有一定的参考借鉴价值。     

高原环境对弹丸动态稳定性的影响

分析了高原环境低空气密度对弹丸动态稳定性的影响。给出了弹道坐标系中的力方程组和非滚转弹体坐标系中的力矩方程组,并通过线性化方法得到弹丸角运动的状态空间模型。列出了角运动状态矩阵的四个特征根,并利用复数平方根计算方法得到特征根实部的表达式。提出弹丸动态稳定性稳定因子的新定义,并证明新的动态稳定条件与传统的动态稳定条件是一致的。讨论了低空气密度对尾翼稳定弹和旋转稳定弹动态稳定性的影响,并通过仿真说明弹丸在高原条件和平原条件下的动态稳定性存在差异。     

吸气式高超声速飞行器助推分离过程数值仿真

针对吸气式高超声速冲压发动机验证性试验特殊的飞行环境和助推分离条件,以某轴对称吸气式高超声速飞行器级间分离问题为具体研究对象,采用非结构网格局部网格重构技术和非定常问题非定常六自由度问题仿真方法,对该复杂构型飞行器助推分离过程进行数值计算。研究得到弱干扰冷态分离状态下飞行器及助推器的运动参数和气动力参数在分离过程中的发展规律。对0.3 s内助推器的位移轨迹进行分析,判断分离方案的可行性,并给出最佳的分离工况条件。     

磁场环境下黏弹性基体中非局部纳米梁动力学特性分析

根据非局部Euler梁理论建立了外部磁场影响下的黏弹性基体上纳米梁的动力学问题分析模型。通过引入Kelvin黏弹性地基模型和洛伦兹力,得到了纳米梁的振动控制方程。基于Kelvin-Voigt黏弹性模型,给出了黏弹性基体上纳米梁在磁场影响下的固有频率解析解,并就多种典型情况进行了分析。在一般情况下,利用传递函数方法对振动控制方程进行求解,得到了纳米梁固有频率及相应振型的封闭解。以某单壁碳纳米管为例,计算得到了多种边界条件下纳米梁的前三阶固有频率,并详细分析了非局部参数、磁场强度、长细比、阻尼系数及边界条件等因素对纳米梁振动特性的影响情况。结果表明,文中所建的动力学分析模型对研究磁场作用下纳米梁在黏弹性基体上的动力学特性问题准确有效。     

DPCA和GRNN在燃气轮机故障诊断的方法

选取其关键部件—喷口加力调节器作为故障诊断研究对象,提出了一种基于动态主元分析(DPCA)和广义回归神经网络(GRNN)相结合的喷口加力调节器故障诊断方法。在燃气轮机专用试验平台对其进行试验,采集喷口加力调节器的高压转子转速、低压转子转速、燃油油量、燃油耗量等参数原始数据,对其进行预处理,并采用DPCA方法对其进行动态主元分析,提取其不同健康状态的主元,构建特征向量,采用特征向量构建GRNN神经网络故障诊断模型,并通过测试数据对该方法的有效性进行试验验证。为表明该方法的有效性,采用了基于GRNN和基于DPCA-RBF的方法对喷口加力调节器不同健康状态进行了诊断技术研究,并对不同方法所得到的诊断结果进行了对比分析。结果表明,采用DPCA和GRNN相结合的故障诊断方法能有效识别出喷口加力调节器不同的健康状态,具有很好的实际应用价值。