固体运载器姿态控制系统自适应滤波器设计

采用大长细比、轻结构质量设计方案的固体运载器结构刚度较小,姿态控制系统设计需要考虑弹性振动的影响。设计了自适应滤波器实现对箭体弹性振动信号的抑制:将滤波器参数自适应问题转化为系统参数辨识问题,通过Steiglitz-McBride参数辨识方法求解,该方法具有计算复杂性低、收敛迅速等特点,适用于箭上计算机实时计算。通过闭环仿真表明,在箭体弹性频率发生变化的条件下,具有自适应滤波器的控制系统能够跟踪这种变化,有效抑制振动信号对控制器的影响,保持运载器姿态运动稳定。     

横向效应增强型弹丸正侵穿金属薄靶轴向剩余速度近似计算与分析

运用冲击波理论,对横向效应增强型弹丸(Penetration with Enhanced Lateral Efficiency,PELE)侵穿金属靶板的机理进行了分析,将PELE侵彻过程中能量损失分为外壳撞击靶板区域环形塞块获得的能量,内芯撞击靶板区域塞块获得的能量,冲击波影响范围内外壳和内芯增加的内能,外壳前端外沿和内沿对靶板冲塞剪切耗能等几部分,给出了确定这些能量的计算方法;并依据能量守恒原理,给出了PELE正撞金属薄靶板靶后剩余速度的近似计算公式。公式计算结果与多种条件下实验结果均吻合较好。分析计算所得各能量损失结果表明,弹体内芯材料的变化对弹体侵彻能力的影响较小;侵彻中靶板塞块获得的能量在弹体侵彻动能损失中比重最大;外壳前端内沿对靶板的剪切能耗对弹体动能损失的影响可以忽略。     

凹槽构型对平板气层减阻影响试验分析

通过平板凹槽喷气减阻模型试验,研究了航速和气流量等因素对平板气层减阻规律的影响,并利用水下摄像系统对不同凹槽构型内的气层形态进行了观测。试验结果表明:不喷气时凹槽的存在会使平板的阻力增加;喷气可以有效减小平板阻力,存在饱和气流量;饱和气流量随着槽深的增加而减小,饱和气流量下平板的绝对减阻率随航速的增加而降低;设置凹槽构型是保持平板下表面气层稳定性的有效措施,合适的凹槽构型可以明显改善平板底部喷气流场,提高平板喷气减阻效果;在Fr为0.119时,饱和气流量下平板的绝对减阻率可以达到40%以上。     

重力梯度对超大柔性空间结构在轨动力学特性的影响

空间太阳能电站是一种具有超大和高柔性特征的空间结构,这种空间结构在尺寸上远超以往的航天器,给轨道动力学特性的研究带来了新现象与新问题。以千米量级的哑铃模型为研究对象,考虑重力梯度影响,建立了Hamilton体系下的在轨动力学模型,利用辛龙格库塔法得到了不同参数取值下的动力学响应。通过对比仿真结果,得到了结构尺寸与重力梯度对轨道运动、姿态运动影响的定量关系。仿真结果表明,重力梯度引起了姿态-柔性振动耦合现象,姿态运动影响了结构振动曲线外部包络线样式,而柔性振动改变了姿态运动周期。     

基于路径跟踪的平流层飞艇柔性编队控制

建立平流层飞艇驻空阶段动力学模型,在定高飞行前提下,采用小扰动方法对动力学方程进行线性化处理。提出采用路径跟踪的平流层飞艇柔性领航-跟随编队控制方法,领航者和跟随者通过速度控制与航向控制,分别跟踪保持特定距离的参考路径,实现编队的柔性控制。以采用直线路径跟踪和采用圆路径跟踪的三平流层飞艇编队控制为例,对提出的柔性编队控制方法进行仿真验证。仿真结果表明:提出的路径跟踪方法控制精度高,提出的柔性编队控制方法可以实现编队稳定运行,避免编队成员碰撞现象的发生。     

临近空间大型柔性充气囊体结构特性分析*(专题约稿)

以临近空间平流层飞艇柔性充气囊体为研究对象,根据充气结构设计理论对充气囊体结构的最小压差和应力进行计算,建立平流层飞艇充气囊体结构有限元模型,在模型验证的基础上,采用非线性有限元方法对平流层飞艇充气囊体结构特性进行仿真分析,得到了囊体结构在不同压差和吊舱载荷作用下应力和变形分布及变化规律,并分析了结构加强配置对囊体应力和变形的影响,为平流层飞艇结构设计提供技术支撑和参考依据。     

自导车激光导引控制系统研究

本文提出一种用于柔性加工系统(FMS)的自动导向车(AGV)导引控制系统。该系统不仅能导引直线运行,而且能控制转弯。当自导车沿直线行驶时,它由设置在地面的气体激光器发出的激光束导引,由最优线性调节器控制;当自导车转弯时,它由三束激光和角锥棱镜检测位置和方向,由模糊控制器控制。实验表明该导引控制系统可行,它将使FMS的物流系统具有更高的柔性度。     

基于模态分析的挠性接头角刚度测量研究

挠性接头是动力调谐陀螺的关键元件,刚度是其重要指标。针对挠性接头角刚度的测量,提出了一种基于模态分析的动态角刚度测量方法。该方法采用阶跃激励,利用高精度传感器和数据采集卡测量挠性接头的振动并采集数据,然后对采集数据进行数字滤波、FFT变换和频谱细化,计算出挠性接头的动态角刚度,同时相应地求出了角阻尼比系数。该方法解决了长期以来采用静态测试法测量挠性接头角刚度所带来的问题,具有测量精度高、操作方便、测试效率高、重复性好等特点。     

镍基高温合金GH3536表面早期结霜特性实验分析

以镍基高温合金GH3536光滑表面和具有疏水性能的微孔结构表面为研究对象,对其表面的早期结霜特性进行研究。定量分析了表面温度、相对湿度和表面润湿性对霜晶形貌和生长速率的影响。研究结果表明:随着表面温度的降低,霜晶形成的初始时间缩短,生长速率加快,获得四种典型的霜晶形貌。相对湿度的增大导致霜晶数量的增加和形貌的改变,而液滴的凝结和冻结时间与相对湿度无关。对于相同的霜晶形貌,增大相对湿度对霜晶生长有一定的促进作用,而当霜晶形貌变化时,相对湿度的改变将导致霜晶高度和生长速率产生显著差异。由微孔结构构成的疏水表面能够通过增大成核势垒和接触热阻来有效地延迟霜晶的形成,但对随后霜晶生长和形貌的影响可以忽略。     

低速凤洞均匀抽吸地板系统

在KD－03低速风洞中研制了一种附面层可人为地控制的均匀抽吸地板系统。在不同来流速度和不同抽吸系数条件下，对均匀抽吸地板上附面层速度分布进行了实验研究。实验结果与理论计算结果一致。在该地板上的高速列车模型风洞实验的结果与国外同类模型在移动带地板上的实验结果一致。利用均匀抽吸地板可有效地消除阻面层的影响，从而提高模型风洞实验气动力的试验精度。