大型反射镜双轴稳定系统研究

提出了采用动力调谐陀螺和压电晶体速率陀螺构成上反射镜双轴稳定系统,论述了影响系统稳定精度的各种因素和提高稳定精度的技术途径,并给出了实验结果。     

载荷识别及其精度改善

本文系统地建立了载荷识别方法,详细探讨了提高载荷识别精度的途径,得到了载荷识别过程中信号处理加窗原则和试验的一般技术要求,使识别精度明显提高。     

载荷分布对六自由度运动平台动力学性能的影响

用Newton-Euler方法,分析了运动平台的力矢和力矩,建立了统一的六自由度运动平台动力学方程。利用该方程研究了不同载荷分布时六自由度运动平台各液压缸的受力情况,并用Matlab进行了计算。结果表明,不同载荷分布时,某些液压缸的驱动力的最大值成倍增加,变化极为复杂,为六自由度运动平台的设计及控制提供了理论指导。     

Interval uncertain optimization for damping fluctuation of asegmented electromagnetic buffer under intensive impact load

Aiming at the problems of demagnetization effect of electromagnetic buffer (EMB) caused by high ve-locity under intensive impact load and the difficulty and error of machining composite thin-walled long tube, a segmented EMB is proposed. The inner tube and air-gap are divided into initial segments and the traversing segments. Through theoretical analysis, impact test and simulation, it can be found that the RRF curve has two peaks. Firstly, in order to reduce the resultant resistance force (RRF) peaks, the sensitivity analysis based on optimal Latin hypercube design (OLHD) and polynomial regression was performed. The results show that the smallest contribution ratio to the dynamic response is the seventh and ninth segments of the inner tube, which are less than 1％. Then, fully considering the uncertain factors, important parameters are selected for uncertain optimization after sensitivity analysis. The in-terval order and interval probability degree methods are used to establish interval uncertain optimiza-tion model of the RRF considering robustness. The model was solved using an interval nested optimization method based on radial basis function (RBF) neural network. Finally, the Pareto front is obtained and numerical simulation is performed to verify the optimal value. It indicates that the two kinds of RRF peak is obviously reduced, and the optimization object and strategy are effective.     

反作用轮低速特性观测补偿方法

反作用轮在现代高精度卫星姿态控制中占据着重要的地位。但由于反作用轮工作于低速状态,其转速过零时摩擦力矩的非线性特征将会对姿态控制精度产生较大的影响,并影响卫星运行寿命。基于Dahl摩擦模型建立了直流电机驱动的反作用轮系统数学模型,在此基础上设计了用于改善反作用轮低速性能的补偿观测器,并将其应用于三正交结构姿态控制系统。数字仿真说明此方法可以有效地抑制反作用轮低速摩擦产生的扰动,从而大幅度改善卫星姿态控制精度及其姿态稳定性。最后探讨了该观测器方法同变结构控制方法的综合应用前景。     

飞行器点火爆炸通用测量装置的设计

针对飞行器试验用点火器的通用测量装置,提出了一种柱形爆炸容器的设计方法,从容器壁厚、反射超压、应用材料、容器结构以及点火器爆炸当量等方面进行考虑,计算柱形爆炸容器的压力瞬间载荷,并利用COSMOS Works软件进行应力仿真,最后通过实际飞行试验环节进行验证,回收采集系统所记录的试验数据并间接分析出点火器的工作状态,结果表明:试验结果和理论分析完全吻合,容器设计合理,从而为飞行器研制试验用点火器驱动动力装置提供必要的数据参考和支撑。     

应用于四旋翼无人机角速度估计的几何滑模观测器设计

对四旋翼无人机的角速度进行估计时,传统的基于单位四元数的滑模观测器需要引入强制比例重调,因而影响了跟踪精度。本文提出一种基于数值积分的李群方法的滑模观测器设计框架。该算法基于等变映射思想,在齐性流形空间的等价李代数空间中设计滑模反馈,从而避免了直接在流形空间中设计反馈的复杂性,并消除了传统方法在每个积分步骤中强制加入的比例重调,提高了观测器的跟踪性能。仿真结果表明,几何滑模观测器算法可以有效的对四旋翼无人机的角速度进行估计。     

基于改进Morison公式的海上漂浮软管波浪载荷计算

针对海上漂浮软管波浪载荷计算,分析了软管在海上的形态和受力特点,建立了海上漂浮软管力学分析模型,指出直接运用现有Morison方程计算漂浮软管波浪载荷存在的不足,并根据基本原理提出了改进Morison方程。对海上软质管线处于一定海况,分别运用改进Morison方程与现有Morison方程计算海上波浪载荷,并运用ANSYS软件建立软管模型,结果表明现有Morison方程不适用于计算海上漂浮软管波浪载荷,载荷计算结果偏高约15%,从而验证了改进Morison方程的精确性,有利于准确分析波浪载荷对海上漂浮软管的作用情况。     

利用循环网络的降落伞开伞载荷补偿方法

为了对降落伞充气展开过程中的开伞载荷进行更加准确的预测,提出一种基于循环神经网络的开伞载荷补偿计算方法,包括模型架构和数据处理方式。该方法将充气时间法计算的预测值代入循环网络进行二次计算,使最终结果能够更加贴近试验真值。使用多层前馈网络、标准循环网络与长短时记忆网络三种网络进行比较,验证了所提模型预测结果的适用性和准确性,研究了学习率、输入层维度和隐层维度等超参数对模型性能的影响,并给出了基于长短时记忆网络的补偿模型最优训练条件。实验结果表明,利用循环网络进行开伞载荷预测具有较好的拟合结果,为机器学习与降落伞工业的学科交叉研究提供了一定的参考方向。     

电驱动装甲车辆双重转向控制联合仿真

为了提高轮毂电机驱动装甲车辆转向的灵活性及越野机动性能,借鉴履带车辆滑移转向思想,采用双重转向控制策略。以车辆的横摆角速度为控制目标,设计了自抗扰控制器,通过调整两侧轮毂电机转矩输出产生直接横摆力矩,进而调节车辆横摆角速度,实现装甲车辆双重转向。在Adams中建立车辆动力学模型的基础上,构建Adams与Matlab环境中的联合仿真模型,并进行了联合仿真,结果表明,基于直接横摆力矩控制的双重转向增大了外侧动力输出,减小了车辆在中低速转向时转向半径,提高了车辆的转向性能。