基于自适应检测线的碰撞检测算法EI北大核心CSCD

为有效解决高速运动物体碰撞检测问题,提出一种新的连续碰撞检测算法。在每个仿真时刻,基于运动物体的速度矢量实时构造自适应检测线,并计算检测线与环境物体的碰撞关系,进而获得运动物体与环境的碰撞点。通过构建自适应检测线,确保了碰撞点计算的连续性;通过将"体体"求交问题转化为"线体"求交问题,提高了检测效率。通过实例分析表明,与扫掠体算法比较,检测速度显著提高;与层次包围盒算法比较,检测精度更高。     

柔性航天器饱和鲁棒正位置反馈振动控制研究

为了增强柔性航天器用正位置反馈(PPF)实现振动的主动控制的鲁棒性,在考虑作动器的控制输入限制的情况下,基于李亚普诺夫函数和线性矩阵不等式(LMI)方法设计了一种新型鲁棒PPF控制器.该控制器通过引入系统参数不确定项,将具有控制受限的优化问题转化为求解具有LMI约束的广义特征值问题,实现了闭环系统的稳定性.仿真结果表明了此种方法的有效性以及优点.     

筒形件姿态的非接触无靶标自动综合测量及求解

在筒形件自动化对接过程中,需对其姿态进行无靶标精密测量和调整。本文采用激光轮廓传感器对被测件进行扫描获得点云数据,推导得出点云数据的直线拟合公式,并进行了姿态拟合求解。基于蒙特卡洛数值模拟,对筒形件的轴线拟合法和母线拟合法进行比较,并根据两种方法各自的优缺点,提出采用轴线拟合法求解俯仰角、母线拟合法求解偏转角的综合测量求解方法,显著提高了姿态测量精度。此外,探讨了截取椭圆个数、每个椭圆上的轮廓点数与姿态求解精度之间的关系,为在满足测量精度的同时兼顾测量效率提供了参考依据。最后,利用原理样机和激光跟踪仪进行了测量实验。实验结果显示,轴线姿态角测量的绝对精度优于0.02°,标准差低于0.01°,由此证明了本文方法的有效性和准确性。     

一种天线阵面精度补偿优化方法

大型天线阵面在机械载荷和温度载荷的综合作用下产生的变形,可以导致其电性能波动甚至失效;实际应用中,常采用补偿结构修正该变形以保证其性能。文中给出了一种阵面精度补偿方法:阵面工作前利用调整机构使天线阵面产生预变形,从而使天线阵正常工作时变形引起的增益损失最小化。通过建立天线阵机电热耦合有限元模型,构建优化数学模型计算调整机构最优调整量,并使调整量公差最大化,达到了改善天线阵电性能、减轻加工安装难度、降低制造成本的目的。     

含粘接缺陷的共形承载天线力学性能演化机理

共形承载天线兼具电磁辐射及承担外载功能,综合性能良好,在航空领域具有重要的应用价值和广阔的发展前景.由于共形承载天线由层合结构构成,在不同材料的粘接及热压过程中,容易在粘接层形成裂纹等粘接缺陷,而失效往往在裂纹处发生,所以研究含粘接缺陷的共形承载天线力学性能演化机理具有重要意义.文中首先根据实验数据辨识了共形承载天线层间界面的动态等效断裂能并将其应用于双线性内聚力模型;其次,建立了共形承载天线的有限元模型并根据模态实验结果验证了模型的准确性;最后,依据仿真结果给出了结构服役过程中允许的最大层间裂纹半径,为合理确定工程制造精度提供了依据.     

基于滤波的柔性可展开天线展开过程控制方法

针对大口径可展开天线中柔性因素带来的展开过程振动问题,提出一种基于滤波的解耦控制方法。利用瑞利—里兹法构造的假设位移场对变形体进行离散,结合拉格朗日方法建立天线的展开过程多柔体动力学模型。根据动力学分析和展开轨迹的谱分析结果,应用低通滤波器将天线运动反馈分解为纯刚体运动和由柔性因素引起的振动两部分。基于机构的瞬时结构分析,将机构基频与结构基频的概念联系起来,并确定滤波的截止频率。针对两部分反馈信号的特点,分别设计刚性控制器和柔性控制器。刚性控制器保证天线按照预先设计的轨迹展开,柔性控制器用于抑制柔性振动产生的影响。讨论两组控制器增益参数的耦合关系,并基于信号能量相关性分析提出控制器增益参数选取的准则。仿真结果说明该方法的可行性和合理性。     

面向智能蒙皮天线电补偿的位移场重构

智能蒙皮天线能够将集成微带天线和传感元件嵌入到各类武器平台结构中,不仅具有电磁收发和力学承载性能,同时还具有服役状态感知与性能自适应功能.为了解决蒙皮天线因结构变形导致的电性能恶化问题,文中提出了一种嵌入光纤光栅的智能蒙皮天线结构,并利用模态分析和状态空间理论,从少量光纤光栅测量的应变实时重构天线结构的变形位移场.通过研制的智能蒙皮天线结构变形实验系统,验证了变形位移场重构方法的有效性.该位移场重构方法为智能蒙皮天线电补偿系统的研制奠定了基础.     

平板裂缝天线热加工误差数值仿真及其对天线电性能的影响

基于学科交叉,文中研究了热加工对平板裂缝天线电性能的影响问题。首先,应用热弹塑性理论和生死单元技术,模拟了降温曲线、焊料及工装方式3种不同因素对天线残余应力、变形的影响。然后,文中提出了结构位移场与电磁场的场耦合理论模型,研究了热加工误差对天线电性能(增益、副瓣电平等)的影响。最后,将理论与方法应用于某机载平板裂缝天线的实际工程中,取得了较为满意的结果。     

T-Bézier曲线能量法的光顺计算

针对T-Bézier曲线的光顺要求,提出了用能量法对T-Bézier曲线进行光顺。首先通过能量法对T-Bézier曲线修改一个控制顶点使之达到光顺,同时给出了扰动因子α对曲线的影响,由此得到欲移动T-Bézier曲线的一个控制顶点达到光顺,可先确定α,再确定新的控制顶点,就可得到光顺后的新的T-Bézier曲线。对整条曲线进行光顺时先确定扰动因子{α_i}_i=1ⁿ,然后求解一个系数矩阵为实对称三对角矩阵的方程组,再依次确定新的控制点列{P_i}_i=0ⁿ,最后由控制顶点确定光顺后的三次T-Bézier插值曲线,从而使T-Bézier曲线不仅达到整体光顺而且在数据点实现C²连续。最后,给出了3个实例,说明该算法是简单、实用和有效的。     

柔性天线的异质基板设计、制作及测试

文中提出了一种可应用于柔性天线的异质基板,并使用PolyJet 3D打印机进行异质基板的制造。异质基板由均匀分布在柔性材料Agilus内的数字型ABS组合而成,通过改变数字型ABS的体积占比,可以调整异质基板的机械性能和介电性能。首先,通过有效介质近似理论估算异质基板的介电特性,设计异质基板及不同占比数字型ABS的尺寸。随后,根据设计的模型通过PolyJet进行混合打印并通过环形谐振器理论进行异质基板介电性能的表征。最后,在异质基板上制造贴片天线并测试了不同弯曲条件下天线的性能。