气动力/直接力复合导弹鲁棒控制器设计

提出了一种气动力/直接力复合控制导弹在舵机层面进行复合控制的鲁棒控制器设计方法,即空气舵与直接力喷流机构看作是复合舵系统模型.该方法在完成复合舵系统建模的基础上,利用参数空间方法对等效舵机系统进行设计,以确保在喷流因子变化时的鲁棒性.最后,通过仿真验证了该方法的可行性.     

高功率电磁环境下导弹发射阵地近地面电磁脉冲波形仿真*

主要研究在高功率电磁环境下高空核爆到达导弹预设作战阵地近地面时的电磁脉冲环境.首先给出高空核爆电磁脉冲场近地面计算的理论基础,然后分析不同条件下近地面的电磁脉冲环境参数,编程实现了基于时域有限差分算法的电磁脉冲波形数值仿真,完成了多种特定预设战场环境下的电磁脉冲计算,最后给出由于电磁脉冲武器的发展和HEMP波形表述形式变化,给导弹武器系统抗电磁脉冲性能研究带来的影响和新动态趋势.结论认为:应加强对前沿更陡、强度更强电磁脉冲的抵抗能力,防御重点放在机动作战样式方面,提高战地战时抗毁生存能力.     

电子系统的电磁仿生研究与进展

随着电磁环境愈发复杂、多变,应用于电子系统的传统电磁抗扰方式的不足正日渐突出。相比之下,生物却在可靠性、抗扰性、自适应和自修复等方面表现出明显的优势。对生物“自组织”现象进行了研究,指出了生物与电子系统的相似与不同,提出了“电磁仿生”概念。借助演化硬件这一平台,尝试着在人工电子系统中将“被组织”与“自组织”进行有机结合,使其具备生物的多种优良特性,从而提高系统在复杂电磁环境中的可靠性与适应性。     

3mm波段混凝土屏蔽材料的研究

在混凝土中添加标准砂,钢纤维,铁晶矿砂,炭纤维毡,氧化锌晶须,铁氧体,乙炔碳黑,羰基铁粉等材料,制成了具有微波吸收性能的混凝土屏蔽材料,以期能探索一条大型建筑及军事掩体的电磁防护的新途径。在3mm波段范围内对混凝土屏蔽材料进行了初步的实验研究,研究了不同材料、不同掺量下电磁波的吸收衰减特性,并分析了它们之间的关系,为进一步的研究指明了方向。     

雷达定时脉冲近距离传输的分析与电路设计

通过分析比较多种时间同步技术,对与雷达距离上百米的系统,采用有线传输雷达定时脉冲信号的方式来实现快速的时间同步。针对雷达脉冲信号边沿跳变迅速,在传输过程中存在延时、反射和畸变等问题,借助Cadence仿真软件对信号传输过程进行了仿真分析,设计了合理的传输电路。实验证明本方案结构简单,抗干扰能力强,同步时间可以达到亚微秒级,在雷达信号检测模拟器、雷达诱饵和雷达组网中都有着重要应用。     

基于灰色模型的电磁轨道发射装置温度研究

在电磁发射过程中导轨温度受众多因素影响,而其中部分因素很难进行精确分析,为此运用灰色系统的分析方法对电磁轨道发射装置温度进行研究。为获取模型所需实验数据,搭建电磁轨道发射装置测试系统,并借此测量发射过程中的电流、导轨温度、出口速度等数据。由于测量仪器限制,借助ANSYS有限元仿真对测得的导轨温度数据进行修正,以获得导轨内表面温度。基于经典GM(1,N)模型与Simpson公式,提出一种改进型灰色模型,并以此方法对导轨温度展开研究,进一步选取同能级试验,对不同位置处各因素温升贡献度进行讨论。结论为进一步深入研究导轨温度提供参考和依据。     

基于输出饱和条件下磁浮列车悬浮控制参数优化

低速磁浮列车利用电磁吸力支撑车体,相比轮轨列车具有噪音小、转弯半径小、爬坡能力强等优点。研究控制器输出饱和条件下悬浮系统的稳定性问题,可以避免由于电网电压约束而可能出现的失稳现象,提高了系统运行的可靠性。基于磁浮列车单点悬浮模型,使用电流-位置双环设计方法设计得到可稳定悬浮的控制算法。由于磁浮列车悬浮控制器的输出饱和环节,进一步提出了一种基于搜索极大椭球的控制参数优化方法,在不改变控制算法设计的前提下实现了参数优化。通过仿真和试验均验证了优化后的控制效果,有效指导了实际系统的工程调试。     

电磁轨道发射装置动态电感梯度分析

推导了导轨间磁场均匀分布和非均匀分布两种情况下电感梯度数学计算模型。引入了速度频率来模拟电枢发射过程速度趋肤效应,对导轨二维模型以及三维电磁场模型进行时谐仿真,并将获得的单位长度电感以及电感梯度,分别用于电气仿真系统中电感和电枢推力的计算。电气仿真和试验结果表明,电流和出口速度误差均在2%以内,证明了动态电感梯度分析及参数提取方法的正确性和准确性。     

快轴伺服系统的设计与性能测试

研制了用于加工非回转对称光学元件的快轴伺服系统(FAS)的整体结构及其控制系统,系统具备较大行程和高工作频率,最大的行程可达到30mm。系统采用了音圈电机驱动的气体静压轴承技术、线性电流放大器、高分辨率编码器以及高速控制系统。对不同截面形状气浮导轨的静、动态特性进行了有限元分析。系统采用PID反馈和速度/加速度前馈控制方法来改善系统的动态性能。FAS系统0.1mm阶跃响应的上升时间为2ms,最大超调量为0.4%,稳态时间为4ms,对铝件进行超精密切削实验,表面粗糙度可达Ra24nm,实验结果表明系统具有较好的动态和切削特性。     

磁致伸缩作动器的位置跟踪补偿控制

为提高磁致伸缩作动器控制精度,以 Jiles-Atherton 磁滞和动力学模型为基础,通过优化偏执磁场和预紧力来提高作动器线性度,并基于前馈控制、PID 反馈控制及柔性神经网络理论,提出了前馈补偿 PID 及柔性神经网络前馈补偿 PID 控制策略。同时,以偏置正弦和阶跃为指令信号,研究作动器的位置跟踪和补偿控制。仿真表明：相比常规 PID 控制和前馈补偿 PID 控制,柔性神经网络前馈补偿 PID 控制具有更好的位置跟踪效果和抗干扰能力,具有无振荡、无超调、响应速度快的特点。