基于蒙特卡洛方法的液压泵变量伺服机构稳健性优化

根据履带车辆对静液转向控制机构的特殊需求,为保证系统性能的稳健性,以变量伺服机构的跟踪精度、相对稳定性分布的均值及标准差为优化目标,通过建立液压泵变量伺服机构工作过程的动力学模型,应用蒙特卡洛方法建立其跟踪精度等性能的稳健性优化设计新方法。研究表明,通过优化匹配液压泵变量伺服机构反馈拨叉长度、阀口梯度、活塞直径的设计名义值,不仅能保证系统具备良好的跟踪精度和稳定性,而且能增强系统抵抗结构参数、油液参数变动的能力,即显著增强系统的稳健性。     

简控火箭弹的稳健性设计

介绍了一种新型的优化设计方法－稳健性设计，其基本思想是将设计过程分为系统设计，参数设计和容差设计三个阶段。以性能稳定，波动最小为目标，用特种正交表排列设计参数，用方差分析方法分析质量特性值，以确定系统的最优设计参数。本文以某简易控制火箭弹的角稳定系统参数优化为例，概略说明了这种稳健性优化设计计算的基本过程。     

基于正交试验的汽车覆盖件冲压成形分析

将汽车覆盖件有限元冲压仿真与正交试验设计结合,综合分析了冲压速度、摩擦系数、模具间隙、压边力等4个因素对汽车覆盖件冲压成形质量的影响,并确定最佳的冲压工艺参数组合;以汽车翼子板为研究对象,利用DY-NAFORM软件建立了翼子板冲压成形的有限元模型,并进行拉延数值模拟;运用正交试验方法进行成形分析的设计,通过对仿真数据进行分析,找到了最优的工艺参数组合。     

无人机遥控方式的智能管理策略

为解决无人机地面站多种遥控方式共存时的诸多问题,依据无人机各种遥控方式的特点及其适用范围,设计一种基于优先级的遥控方式智能管理策略及其实施方法。该策略实现的核心是在不改变地面站硬件构架的基础上,构建兼容三种遥控方式的遥控信号处理系统,并提出三种工作模式:自动模式、固定模式和复合模式。在各模式中制定了指令组合的优先级,实现了遥控方式的有效切换和指令的灵活组合。实际结果证明该智能管理策略实施良好,系统模式划分合理,实现了遥控方式管理的智能化。     

捷联惯组历次测试数据小样本统计特性研究

捷联惯组历次测试数据样本总体分布及其参数是未知的,提出了"二次统计法"研究捷联惯组历次测试数据样本总体分布形式,根据捷联惯组误差系数的稳定性要求,确定了其样本总体分布的方差。在此基础上,根据验前信息的不同来源,以及验前信息与历次测试数据之间的统计关系,分4种不同情况确定其样本总体均值的验前分布。以验前分布为基础,利用贝叶斯方法获得其验后分布。验后分布集中了3种有用信息(总体信息、验前信息和样本信息),是对总体分布参数的最终认识,因此基于验后分布的统计推断是更为有效,也是最合理的。最后通过稳健性分析检验验前、验后分布的稳健性。     

简易控制火箭弹角稳定系统的稳健性设计

简要介绍了稳健性设计的基本原理及其在简易控制火箭弹角稳定系统的设计中的应用。田口方法为稳健性设计的典型代表，它以系统性能稳定、波动最小为优化目标，用特种正交表排列设计参数和误差因素，     

遥控武器站射击密集度分析平台开发

为了快速准确地预测遥控武器站(remote control weapon stations,RCWS)射击密集度,建立了遥控武器站部分机构参数化三维模型、内弹道计算、弹炮耦合动力学仿真、起始扰动计算、外弹道计算和射击密集度计算等模型组件。基于多学科集成优化软件ModelCenter进行了系统集成,开发了遥控武器站射击密集度快速分析平台。以某遥控武器站为例,利用该平台计算了遥控武器站的射击密集度。研究结果表明,该平台可满足遥控武器站射击密集度快速、准确分析的要求,也为遥控武器站动力学优化提供了基础。     

基于应变分布均匀性的镁合金内环筋壳体旋转挤压成形工艺优化

以AZ80镁合金内环筋壳体为研究对象,针对一种新型旋转挤压成形工艺,通过有限元数值模拟研究热力耦合条件下成形过程中应变分布规律,以及在轴向、径向多运动复杂应力状态下工艺参数对AZ80镁合金内环筋壳体金属流动及应变分布均匀性的影响,获取最佳工艺参数组合。建立基于累计分布概率的应变均匀性评价指标,设计正交试验,研究不同工艺参数对AZ80镁合金内环筋壳体应变分布均匀性的影响。结果表明:轴向速度和旋转速度为应变分布均匀性的显著影响因素;最佳旋转挤压工艺参数,挤压温度为380℃,下压速度为0.001 m/s,凹模转速为1 rad/s,径向挤压速度为0.01 m/s。模拟结果与实际成形尺寸匹配良好,成形后的AZ80镁合金内环筋壳体尺寸精度合格,环筋尺寸及质量满足要求。     

喷射电沉积Ni-TiN纳米镀层制备及其仿真研究

采用喷射电沉积法,以不同喷射参数在Q235钢表面制备Ni-TiN纳米镀层,并综合正交试验、Fluent软件对镀液喷射过程仿真模拟结果,得到制备Ni-TiN纳米镀层的最佳喷射参数组合.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站、摩擦磨损试验机等设备,观察分析镀层显微组织结构、测试镀层耐腐蚀与耐磨性,通过与仿真结果进行比对,验证仿真结果的准确性.结果表明:5#试样制备参数最佳,其参数是喷嘴出口直径为6 mm,喷嘴收缩角为45°,喷射压力为8 MPa;试样表面平整光滑、镀层结构致密,几乎无空隙,耐磨及耐腐蚀性能皆较强.     

挠性陀螺组合静态漂移参数标定

主要研究挠性陀螺组合静态参数的标定问题.通过建立陀螺组合测量系统补偿误差模型,推导出陀螺组合需要标定的静态漂移参数.再由挠性陀螺仪静态漂移误差模型,推导挠性陀螺组合静态漂移的标定方法,文中给出了具体的试验方法和数据处理方法.理论分析表明:本文所述的方法能够有效地分离出捷联陀螺组合静态漂移参数,为计算机进行误差补偿提供依据.     

数控刀架转位系统可靠性稳健设计方法研究

将可靠性优化设计理论、可靠性敏感度技术与稳健设计方法相结合,讨论数控机床回转刀架转位系统可靠性稳健设计问题。利用多体动力学仿真软件建立回转刀架转位系统运动学分析模型,开展实验设计获取系统响应与设计参数变化间的定量关系,采用神经网络拟合系统响应与设计参数间的函数关系,利用一次二阶矩方法对回转刀架转位系统进行可靠性分析和可靠性敏感度分析,建立回转刀架转位系统可靠性稳健设计模型。数字算例表明文中所述方法具有较高的计算效率和求解精度,通用性强,可以用于数控刀架转位系统的可靠性稳健设计。     

嵌入式微小型机载天线转台

为满足机载设备微型化和小型化的要求,提出嵌入式机载天线转台设计思路。在结构设计方面,采用了汇流环与轴系的嵌入式设计方案,控制了机载天线转台的结构尺寸及重量等技术指标;在控制设计方面,对伺服控制板和伺服驱动板进行设计,保证了天线以预定的速度转动或者按照指定的位置进行精确的定位。验证结果表明,嵌入式设计思路符合系统要求,满足系统各项指标。     

基于角速率的低配置小型无人机高度控制律设计

采用鲁棒伺服最优控制方法(robust servo linear quadratic regulator,RSLQR)设计了基于角速率的某小型无人机高度控制律。该方法将鲁棒指标和时域控制品质相融合,将跟踪误差扩展到系统动态模型中,利用线性二次型最优控制理论,设计了控制律结构和参数,实现了高度的无静差控制,保障了控制器的鲁棒性能。与常规控制器对比结果表明：基于角速率的控制器具有良好的高度跟踪效果和抗干扰能力,满足了小型低配置无人机的飞行控制要求。     

自行高炮炮塔空调的总体设计

自行高炮炮塔空调对改善武器系统人-机-环境,提高武器系统的战斗力和作战效能有重要作用。炮塔空调的控制要适合炮塔内乘员的操作。控制面板上除制冷、风扇、风扇速度等控制开关外,还应有工作指示灯和故障指示灯。炮塔空调设计应考虑到电磁兼容性、三防、抗冲击振动、高温、凝露等特殊工况及控制系统的保护等问题。针对某自行高炮战技指标要求,对其安装的ZJWL-20A炮塔空调进行了设计计算,指出了炮塔空调总体设计与使用中存在的难点与改进方法。     

鲁棒最优控制器的应用研究

针对伺服系统的特点,及其所受到外部干扰和参数摄动等不确定性的影响,研究了一种鲁棒最优控制方法。该方法通过对传统控制结构的改进,利用二次型最优控制理论设计最优控制器,实现对目标的跟踪;利用鲁棒控制理论设计鲁棒控制器,实现对外部干扰和参数摄动等不确定性等因素的抑制。通过仿真表明,该方法既满足伺服系统的跟随特性,又具有很好的抗干扰能力。     

某自行火炮模拟训练器随动系统

为解决某自行火炮存在实装训练成本高、组织展开难度大、考核困难的问题,采用半实物模拟炮塔的操作训练方式,分段和智能PID组合控制交流伺服系统的策略,研制了自行火炮模拟训练器随动系统.详细介绍了模拟训练器随动系统的功能、组成、参数计算方法和控制策略.应用结果表明:该模拟训练器与实装操作方式一致,随动系统的技术和性能指标满足日常训练和考核要求,技术方法对开展类似模拟训练平台的设计研究具有一定的指导作用.     

变增益鲁棒控制在导弹姿控系统设计中的应用研究

针对最优鲁棒控制理论应用于导弹姿控系统设计中的原理缺陷,提出了导弹姿控系统设计中的变增益鲁棒控制方法.首先介绍了基于状态反馈的变增益鲁棒控制理论的基本原理,进而把它应用于姿控系统的设计并进行了仿真分析,之后就变增益鲁棒控制与最优鲁棒控制应用于导弹姿控系统的设计性能进行了比较分析,得出了一些有益的结论.     

少保守性网络化控制系统鲁棒保性能容错控制

研究了一类具有参数不确定性网络化控制系统的鲁棒保性能容错控制问题。同时考虑时变时延和丢包的影响,基于状态多时延模型,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒保性能容错的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式(LMIs)的方式给出了最优控制器的设计方法。由于新模型中引入了时延下界,且在证明过程中未进行模型转换和交叉项放大处理,加上适当自由权矩阵的引入,都减少了结果的保守性,提升了容错满意度。最后以一仿真示例验证了文中所述方法的有效性。研究了一类具有参数不确定性网络化控制系统的鲁棒保性能容错控制问题。同时考虑时变时延和丢包的影响,基于状态多时延模型,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒保性能容错的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式(LMIs)的方式给出了最优控制器的设计方法。由于新模型中引入了时延下界,且在证明过程中未进行模型转换和交叉项放大处理,加上适当自由权矩阵的引入,都减少了结果的保守性,提升了容错满意度。最后以一仿真示例验证了文中所述方法的有效性。     

坦克炮塔转动惯量测量方案设计

根据刚体的定轴转动定律和电机电流扭矩特性,研究了一种间接计算坦克炮塔转动惯量的方法,设计了炮塔电机的特性测定方案和炮塔角速度与电机电流的动态同步测量方案.应用该方案通过对试验室中某一炮塔的试验测定与分析,得到转动惯量相对误差为12.01%,证明该方法是可行的.该方案的特点是将不易获得的大型非均质不规则刚体转动惯量转化为系统中易于获得的电流和角速度的测量,提高了测量精度和效率.     

无人纵列式直升机鲁棒保性能控制器

为解决无人纵列式直升机模型建立的不确定性等问题,提出一种鲁棒保性能控制器设计方法。以某个转 速配平点作为基准状态设计点,设计鲁棒最优保性能控制器,并通过仿真实验验证。实验结果表明：该方法能确保 系统具有良好的稳定鲁棒性和性能鲁棒性,实现姿态响应的整体平滑,姿态跟随快速,控制效果良好。