基于Matlab/Simulink的无人机自主着陆过程仿真

为了研究无人机自主着陆过程中高度、速度和飞行轨迹角的变化特性,以提高无人机自主着陆的安全性和精确性,需要对无人机着陆过程进行数学建模。采用模块化设计思想,根据无人机非线性动力学和运动学方程,在Matlab/Simulink环境下建立了无人机着陆仿真系统及其分系统模型。通过仿真分析,该模型能够比较真实地描述无人机着陆过程的特性,为更深入地无人机仿真研究打下基础。     

地月转移轨道设计的改进微分校正方法

地月转移轨道设计是探月关键技术之一,微分校正法是公认的解决非线性迭代问题的有效方法。针对探月任务中地月转移轨道设计精度高、计算速度快等要求,提出一种改进的微分校正快速设计方法。该方法基于DE405/LE405星历数据下日、地、月和地球J2项摄动真实轨道动力学模型,推导了近月点和入轨点设计参数偏导数关系,在积分轨道状态量的同时积分微分校正矩阵,用积分得到的准确微分校正矩阵求逆,快速迭代得到轨道设计结果。仿真结果表明,利用该方法设计地月转移轨道收敛速度远优于同等精度动力学模型—序列二次规划算法。     

返回舱着陆工况对着陆冲击特性的影响

返回舱着陆工况对冲击响应特性有很大影响。建立了返回舱着陆冲击仿真分析模型,并利用已有试验数据对模型进行验证。通过显式非线性动力学分析方法模拟了返回舱着陆冲击过程,利用正交试验设计法进一步分析了返回舱着陆工况相关参数对冲击响应特性的显著性影响情况及其规律。结果表明:竖直速度、俯仰角、侧倾角及其因子间的交互效应对最大加速度的影响显著,水平速度和滚动角的影响作用不显著。这些结论可为返回舱地面相关试验和结构分析设计提供参考。     

跳伞投放指挥与降落轨迹模拟系统

建立了跳伞高度合成风、应飞磁航向、投放时间算法模型和降落轨迹模拟系统,实时给出逆风绳拉跳伞的投放诸元,绘制逆风绳拉跳伞平面投影轨迹、逆风绳拉跳伞原位立体降落轨迹和模拟跳伞降落轨迹。通过实际应用,验证了系统的有效性和实用性。该系统提高了跳伞投放计算的精度和速度,提高了跳伞指挥的工作效率,实现了跳伞指挥自动化。     

有人/无人机协同作战关键技术

分析了无人作战飞机在各国的研究及使用情况,给出了有人/无人机协同作战指挥控制系统的结构,按照空间位置和主要完成任务的不同,将系统分为有人机、无人机两个平台,介绍了各平台的组成部分及相应的功能,归纳出协同作战所需要解决的关键技术:交互控制技术、协同态势感知、协同目标分配、协同航路规划技术、毁伤效能评估技术及智能决策技术,并且给出了一个在典型作战任务想定下的作战及信息处理流程.最后对无人作战飞机未来的发展方向进行了展望.     

某型飞机起落架收放机构性能仿真

为了验证某型飞机起落架收放机构采用理论计算值的收放性能,建立了该型飞机起落架收放机构的数学模型,采用起落架三维模型和收放作动筒、下落加速器的一维模型进行联合仿真。结果表明:采用理论计算值能够实现起落架在有限时间里的收放任务,各部件在收放运动中无干涉。此外,利用该联合仿真模型研究了收放作动筒、下落加速器结构参数对起落架收放性能的影响,指出收放作动筒活塞截面积和下落加速器活塞杆腔截面积可作为优化设计的优先选取参数,为该型飞机起落架收放机构性能的进一步优化提供参考。     

某型无人机着陆过程中地面滑行段的建模与仿真

无人机在着陆过程中地面滑跑阶段的运动特性与空中飞行时不同,建立无人机在这一阶段的数学模型,对进一步深入研究实现无人机安全着陆具有重要意义。本文以某型无人机为背景,对无人机进行详细的受力分析,研究并建立了地面滑行阶段的非线性数学模型。并在Matlab/Simulink平台上对其进行仿真,通过仿真结果与实际飞行状态数据的对比,表明模型可用。     

载人登月着陆窗口与定点返回轨道耦合设计

对于月面中高纬度着陆且定点返回地球中高纬度着陆场的载人登月任务而言,月面着陆窗口与定点返回轨道设计存在耦合关系,这是工程任务面对的关键技术之一。针对任务背景及约束条件,建立月面着陆窗口与定点返回轨道求解数学模型;通过数值求解着陆窗口与返回轨道参数规律,并从空间几何关系分析耦合机理;以2025年载人月面虹湾探测为例,给出了着陆窗口与定点返回轨道求解流程及验证算例。计算结果经商业软件STK校验正确,表明该方法是一种简捷精确的载人登月任务规划方法,可在未来载人登月工程任务规划时直接使用。     

六轮月球车移动机构分析与综合

针对六轮月球车,对国内外空间探测机器人的移动机构的构型进行分析和综合,通过构型创新、构型组合等手段提出了125种新型六轮移动机构.进一步利用虚拟样机软件ADAMS12.0和控制仿真软件Matlab6.5平台,从方案创新、方案组装、方案优化三个层次对月球车机械系统和控制系统进行综合评价与优化,得到优化方案及其优化参数.选择了一种方案进行了分析和参数优化,并试制了物理样机,取得较好效果.     

微波着陆系统天线模拟器的设计与实现

为降低微波着陆系统(MLS)的在线检测与维修成本,改善系统测试的工作环境,增加天线系统使用寿命,基于嵌入式控制系统ARM技术与可编程门阵列FPGA技术设计并实现了一种实用的MLS天线模拟器.该模拟器可产生六付天线射频序列检波信号和环境监测信号,具备环境告警能力.实测结果表明:模拟器产生的天线模拟信号能够满足MLS的系统要求,且与设备主机有很好的兼容性,所有模拟信号均可作为监测信号回传至MLS设备主机,用以保证设备正常工作,为MLS系统检测提供了一种新的平台.