柔性单翼末敏弹扫描运动研究

使用一个端部配重的单侧翼,以提供强非对称的气动力矩而导旋的单翼末敏弹系统,越来越受到各国末敏弹研制者的重视.在这种系统中,单翼的柔性变形是客观存在的.在小变形的假设下,分析了系统的受力情况,建立了系统的7自由度模型.程序算例表明,这种柔性结构可以实现稳态扫描,因此该模型可用于末敏弹总体及其稳态扫描装置设计的研究中.     

降落伞和尾翼相结合的末敏弹布局形式

针对末敏弹在采用降落伞和其他气动力机构(采用单翼或双翼)稳态扫描时的缺点,提出了一种降落伞和尾翼相结合的布局形式。该布局形式通过在子弹尾部安装三片尾翼,增大子弹下落过程的阻力,减小降落伞的尺寸,提高了末敏弹的整体作战效果。通过对数值风洞模拟和弹道分析的仿真结果表明,这种布局结构可以实现稳态扫描,并可用于末敏弹总体及其稳态扫描装置设计的研究中。     

基于MATLAB/Simulink的末敏弹弹道仿真

文中介绍了基于MATLAB/Simulink的末敏弹弹道仿真方法.首先根据末敏弹的工作原理,将末敏弹的弹道分为减速减旋阶段和稳态扫描两个阶段分别建模,并给出了末敏弹弹道的动力学模型.然后介绍如何采用MATLAB/Simulink模块化的方法建立仿真模型,并进行了仿真计算.仿真结果比较好的模拟了末敏弹的弹道特性,能够满足末敏弹稳态扫描的要求,可以为末敏弹的总体技术设计提供帮助.     

基于四元数法变换的末敏弹扫描运动研究

针对用欧拉角方程描述末敏弹旋转扫描运动时可能会因出现奇异点而退化的问题，采用四元数表示末敏子弹弹体的欧拉角和欧拉方程，对末敏子弹的运动学方程组进行了变换。为了验证四元数变换模型的正确性和在描述末敏弹稳态扫描运动时的优点，用欧拉方程组模型与四元数变换模型进行了对比仿真。仿真结果表明，基于四元数法变换的弹道模型能够正确反映末敏弹稳态扫描的物理规律，可以很好地形成所需扫描轨迹，在计算中不会出现奇点，比欧拉方程模型更适于描述末敏弹扫描的大幅度不确定姿态运动。     

远程火箭末敏弹弹道特性仿真

为研究远程火箭末敏弹弹道特性,应用弹道理论和控制理论,建立了远程火箭末敏弹母弹弹道方程;引入多体系统动力学理论,分析了末敏弹系统伞、伞盘、弹等刚体间的力学关系,考虑了系统的连接方式和约束,分析了伞绳弹性,建立了末敏弹在减速运动和稳态扫描段的完整运动模型.编制了远程火箭末敏弹弹道仿真软件,进行了末敏弹全弹道数字仿真,并得到了部分试验验证,分析了末敏弹弹道特性.为远程火箭末敏弹射击精度仿真和减少精度试验用弹量奠定了基础.     

Savitzky-Golay滤波方法在末敏弹稳态扫描测量数据处理中的应用研究

末敏弹稳态扫描数据测量精确与否直接关系到末敏弹在实战中能否锁定目标并形成精确打击,而在以往的稳态扫描数据处理中,应对波形记录数据出现削波、抖动及小信号现象处理不准确,作者提出应用卷积方法对数据进行最小二乘平滑和微分处理,建立完整的数据测量及后续处理的程序模型.实验结果表明:该方法扫描角数据处理较峰峰法测量精度更高,能够很好地克服转速测试常见波形问题,测试结果精确,可以应用于末敏弹稳态扫描数据处理程序中.     

末敏弹刚柔耦合系统动力学模型及仿真

基于Kane方法建立了末敏弹附柔耦合系统动力学模型并进行了仿真计算。模型将降落伞处理为柔性体,并用模态展开法表达降落伞的弹性位移,用混合坐标来秦达降落伞的位置,进行末敏弹系统的运动学分析。选取与末敏弹系统姿态相关的.10个广义坐标,引入偏速度,分别推导相应的广义惯性力、广义主动カ和广义内力。根据Kane方法的多柔体动力学理论,建立了10自由度的末敏弹系统刚柔两体动力学方程。利用该模型,用MATLAB进行编程计算,得到了某型末敏弹系统稳态扫描段的弹道结果,为末敏弹系统的总体设计提供参考。     

一种新的评估末敏弹扫描参数对目标影响模型

为了研究末敏弹稳态扫描参数对目标的影响,提出了一种评估末敏弹扫描参数对目标影响的模型.建立了稳态扫描参数影响下的末敏子弹对目标影响模型,并运用MATLAB提供的非线性规划最优化理论进行了仿真.仿真结果表明:当转速为5 r/s,落速为9 m/s,扫描角为30.,敏感器探测距离为115 ～ 145 m时,末敏子弹最适宜作用目标.所提出的研究思路与方法为末敏弹设计提供一定的帮助,研究内容对分析末敏弹作战效能具有一定的指导意义.     

末敏弹旋转伞-弹系统阻力模型研究

采用末敏弹伞－弹系统４自由变质点弹道模型，深入分析了该系统在稳态和非稳态两种条件下运动规律的差异及形成的原因。针对末敏弹旋转扫描伞－弹系统的运动特点，提出一般条件下计算旋转扫描伞阻力系数的经验公式。     

末敏子弹减速阶段弹道动力学模型

介绍了导弹末敏子弹在减速阶段的运动特性.首先,简单介绍了导弹末敏子弹的作用原理和减速阶段的工作过程,将末敏子弹减速阶段的弹道分为自由坠落阶段和减速伞减速减旋阶段.然后分析了两个阶段的受力情况,并分别建立了单质点运动学模型和质点-刚体动力学模型.该模型可以为末敏弹的总体设计及稳定扫描装置的设计提供帮助,可以用于末敏弹中的外弹道研究.     

无伞双翼末敏弹翼片安装角对其稳态扫描作战指标的影响

为认清无伞末敏弹翼片安装角对其稳态扫描作战指标,如扫描角、扫描速率、扫描范围等的影响,通过四元数方法,建立了无伞双翼末敏弹的运动方程,对其稳态扫描阶段进行了数值仿真与分析。结果表明:相比于传统的欧拉法,四元数方法可避免数值仿真的退化,优化稳态扫描仿真结果;末敏弹翼片的安装角对扫描角、扫描速率、扫描间距有着重要影响;随着安装角的增大,扫描角和扫描间距逐渐增大,当扫描角过大时,末敏弹将出现失稳现象。该文研究有助于认清末敏弹的稳态扫描原理,对今后的工程试验具有重要的指导意义。     

基于目标双参数的末敏弹扫描角自适应调整

针对末敏弹稳态扫描参数恒定,扫描规律一定,对不同参数目标,可能导致漏扫甚至无法及时发现目标的问题,提出了一种基于目标速度与长度的扫描角自适应调整方法.建立了末敏子弹扫描目标的关系模型,通过MATLAB进行了初始扫描角以及稳态扫描扫描角的确定.仿真结果表明:文中提出的扫描自适应调整方法,能快速调整扫描角,提高了扫描效率,便于及时发现目标,对末敏弹设计提供了一定的理论支持和数据参考.     

SC型双翼末敏弹尾翼结构方案设计

为寻求SC型双翼末敏弹实现稳态扫描的最佳气动外形,运用计算流体力学方法建立了SC型末敏弹的气动特性仿真模型,基于正交试验法对SC型尾翼末敏弹的翼片结构参数进行了优化设计。分析了尾翼面积、弯折角对SC型末敏弹气动特性的影响规律,得到了尾翼参数对双翼末敏弹阻力系数和极转动力矩系数影响的主次关系。在此基础上分析得到一种可以同时满足大阻力系数和大极转动力矩系数的末敏弹气动外形结构。优化结果显示,优化模型阻力系数较优化前增加5.14%,极转动力矩系数增加4.53%,高塔试验表明优化模型双翼末敏弹能在下落过程中保持稳定。研究方法和结果可为双翼末敏弹的气动布局和优化设计提供参考。     

S-S双翼末敏弹气动外形优化设计

为获得S-S 型双翼末敏弹最佳尾翼气动外形,基于计算流体力学和正交试验方法,以S-S 型末敏弹模型的气动参数为源数据,对尾翼弯折面积和弯折角两因素组合进行优化设计,得到了此类型末敏弹尾翼参数对气动特性影响的主次关系,并提出了满足最大阻力系数和最大极阻尼力矩系数的末敏弹尾翼结构。结果表明:优化所得气动结构比优化前模型阻力系数提高7. 11%,极阻尼力矩系数提高15. 77%。高塔自由飞行试验结果显示:优化所得气动外形末敏弹落速为30. 0 m/ s,转速为11. 5 r/ s,下落过程中落速和转速及扫描角保持稳定,满足稳态扫描的要求。     

基于量子框架和Stateflow 模型的嵌入式系统软件设计

基于模型的设计是目前嵌入式系统软件设计的发展趋势,对嵌入式系统建模和根据模型自动生成代码是 其关键技术。量子框架作为一种事件驱动型的基础框架,可以作为嵌入式软件运行的支撑平台。Stateflow 模型适用 于描述嵌入式系统的逻辑控制功能,利用RTW 工具可以直接从该模型自动生成C 代码。以某飞行控制系统为应用 实例设计其活动对象和事件,针对时序控制功能建立Stateflow 模型并进行仿真,最后自动生成C 代码与量子框架集 成,从而实现飞行控制系统的软件设计。研究表明：量子框架较好地支持了Stateflow 模型自动生成的代码,两者结 合可以实现基于模型的设计在嵌入式系统软件设计中的应用。     

基于量子框架和Stateflow模型的嵌入式系统软件设计

基于模型的设计是目前嵌入式系统软件设计的发展趋势,对嵌入式系统建模和根据模型自动生成代码是 其关键技术。量子框架作为一种事件驱动型的基础框架,可以作为嵌入式软件运行的支撑平台。Stateflow 模型适用 于描述嵌入式系统的逻辑控制功能,利用RTW 工具可以直接从该模型自动生成C 代码。以某飞行控制系统为应用 实例设计其活动对象和事件,针对时序控制功能建立Stateflow 模型并进行仿真,最后自动生成C 代码与量子框架集 成,从而实现飞行控制系统的软件设计。研究表明：量子框架较好地支持了Stateflow 模型自动生成的代码,两者结 合可以实现基于模型的设计在嵌入式系统软件设计中的应用。     

具有非对称褶皱结构的自生长软体机器人设计与运动特性

针对充气自生长软体机器人现有主动方向控制方案对功能与精度难以兼顾的问题,通过对软甲亚纲海洋底栖动物腹节结构的模仿,提出非对称褶皱结构主动转向方案。通过在控制腔室内外侧布置非对称的褶皱结构,使控制腔室在充压时内外侧形成非对称的展开效果,从而形成长度差并实现对囊体转向的高精度可逆主动控制。在此基础上,完成对自生长软体机器人样机的制造。建立囊体褶皱宽度、褶皱间距等设计参数与转向半径、角度等性能关系的数学模型,并通过数值仿真与样机试验加以验证。研究结果表明：所提出的转向方案能够在保障囊体运动能力的前提下,有效驱动囊体实现大角度高精度的可逆方向控制,并具有较高的设计自由度;所建立的数学模型能够较为精确地对囊体运动性能进行预测;所设计自生长软体机器人可应用于未来城市作战中狭窄非通视空间的侦查和引导打击。     

空气动力非对称弹丸大攻角旋转共振运动研究及应用

弹丸旋转时,空气动力非对称会对弹丸的角运动产生周期性的强迫干扰,在一定条件下,可以形成弹丸纵轴相对于速度矢量成一定角度的旋转运动,这种旋转运动可用于实现无伞末敏弹的稳态扫描。在考虑弹丸所受非对称空气动力与其他力和力矩的前提下,建立了弹丸的运动微分方程,推导出了复数形式的攻角方程。以攻角方程为基础,探讨了弹丸形成稳定旋转共振状态的条件。针对某空气动力非对称弹丸进行了仿真计算,结果表明：空气动力非对称弹丸在一定条件下可以形成旋转共振运动,为无伞末敏弹的气动设计提供了理论参考。     

一种水下巡逻机器人设计与实现

针对目前如何实现水下巡逻、水下作业等问题,介绍一种可对水中环境实时监控并在水下进行作业的巡逻机器人.采用半球罩加三舱式结构设计,模块化设计分为控制模块、动力模块、探测模块、导航模块和水下作业模块,并通过实验进行验证.实验结果表明:该机器人具有功能实用,操作简单,航行稳定,机动性强,易于携带、回收等优点.