一种可重复使用运载器的伪逆法自修复控制

研究可重复使用运载器自修复控制问题,由于气动舵面故障将严重影响飞行器飞行安全,针对实时自修复控制系统的控制器和控制分配算法进行了研究.根据对象强时变非线性和飞行环境变化剧烈特点,利用动态逆和变结构控制理论,设计了双回路动态逆变结构控制器.针对舵面故障的特点,设计了改进的基于力矩指令的实时伪逆法控制分配算法;给出了结合上述控制器和控制分配算法的自修复控制系统.数字仿真表明,上述系统在可重复使用运载器舵面出现漂浮、卡死故障时,具有良好的实时自修复控制能力,并满足跟踪精度、时效性和适应性要求.     

航天运载器新型控制模式测试及综合处理技术研究

我国航天运载器控制技术将向着1553B控制模式转化,基于此转化趋势,相应地测试体制也会发生很大变化,与此同时,加强测试信息的综合处理能力是航天试验任务的需要;分析了航天运载器应用1553B的控制模式、航天运载器测试需求和信息综合处理需求,建立了基于1553B控制模式的测试体制,提出了相应的基于PXI总线技术的航天测试系统构建方法,并研究了测试信息实时显示及基于信息融合的故障诊断等综合处理方法;研究实验成果为未来航天测试技术的发展论证提供了参考依据.     

航天运载器端面特征的新型图像特征识别方法

基于航天运载器端面的固有特征,结合现有航天图像测量系统的硬件平台,提出一种端面图像特征提取与识别方法,获取视场内关键目标端面特征信息,对后续图像物理量参数优化解算起到指导性作用.以运载器端面椭圆特征为基础,利用Canny算子检测出图像中端面椭圆边缘特征,将特征边缘拆分为若干弧段,通过弧段拟合、弧段合并、椭圆提取等方法,实现端面特征的准确提取.仿真试验结果表明:该图像特征识别方法实时性好、精度高,可显著提高运载器图像测量能力.     

空天飞行器的舵伺服系统设计

空天飞行器对舵伺服系统的性能要求越来越高,不仅要求承载能力强、质量小,还必须可靠性高和维护方便。针对此类要求,对空天飞行器的舵伺服系统进行了设计,以电气双余度控制和双绕组永磁同步电机为关键技术。其中驱动控制器采用1553B总线、CAN总线和422总线相结合的形式,解决了与飞控、系统内部和测试设备的通讯问题;作动器采用双余度齿轮副和滚珠丝杠副直推式传动机构,并通过锁定电机轴的方式来实现舵面的锁定功能,提高了系统的可靠性;进行了系统联合仿真分析,实现了最大工作舵偏角为25°、角速度为53.2°/s、系统线性度偏差为0.2%、不对称度为0.4%、超调10%以内和过渡时间193ms以内等主要指标,结果满足系统指标要求。经在航天总体单位中的实际应用,舵伺服系统满足空天飞行器的性能要求。     

基于故障描述因子与多观测器同步协作的AUV执行机构故障隔离与辨识

执行机构的可靠性对系统的安全运行具有重要意义.针对自主式水下机器人(AUV),提出一种基于故障描述因子与多观测器同步协作的故障隔离与辨识方法.首先,通过执行机构故障描述因子概念的引入,将AUV运载器的故障隔离和辨识问题分为两个层级;其次,通过扩张状态观测器(ESO)和故障隔离逻辑规则的设计,实现包括舵面、螺旋桨与舵机在内的粗粒度级执行机构的故障隔离;然后,根据故障力与力矩的正负性关系,进一步分析舵面的具体形变故障类型,亦或基于螺旋桨与舵机的输出力与力矩关系,通过分析故障因子的内部信息,具体辨识可能的螺旋桨与舵机故障类型;最后,通过仿真结果表明所提出方法对AUV执行机构的故障具有较好的隔离与辨识精度.     

水下航行器X字型舵面故障分析与仿真

X字型舵水下航行器与十字型舵水下航行器相比,舵机系统具有功能冗余性.目前国内对舵机系统的故障诊断主要是针对十字型舵,而对于X字型舵的研究还比较少.针对上述情况,论文分析了X字型舵与十字型舵水下航行器舵面布局的差异以及X字型舵水下航行器流体动力特性,建立了X字型舵水下航行器力及力矩模型,研究了X字型舵在舵面故障情况下动力特性的改变,给出了X字型舵舵面损伤时横滚角的动态变化.仿真结果表明,X字型舵水下航行器在舵面损伤时横滚角趋于发散,通过设置合适的观测器,就能检出该故障,对进一步研究X字型舵水下航行器的故障诊断具有重要的作用.     

自主式水下航行器载荷分离运动仿真研究

自主式水下航行器是由载荷和运载体组成的一个多体系统.从其功能仿真模型出发,研究了载荷和运载体的分离过程.通过分析分离过程中航行器受到的约束和流体动力的影响,利用多刚体动力学的方法理论,建立了在载荷和运载体存在约束情况下的航行器纵向运动方程,同时根据刚体运动的6自由度方程,给出了载荷与运载体分离后达到安全距离过程中的功能模型.基于上述模型进行了仿真,比较了不同速度和不同顶定分离角对载荷和运载体分离过程的影响.仿真和分析结果证明了模型的合理性和有效性,对实际工程应用具有一定的参考价值.     

基于PMAC的某传动机构性能测试系统

本文介绍了采用PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)可编程运动控制器作为运动控制卡,对某传动机构的空载驱动扭矩、磨合、摇臂机构间隙、传动机构扭转间隙等性能指标进行自动测试。同时还阐述了采用PMAC对性能测试实时运动控制的硬件设计和相应的软件流程图。针对系统中的干扰,设计了相应的硬件和软件进行滤波,提高了系统测试的准确度。实验证明,采用速度控制外加位置闭环控制,提高了系统的定位精度;软件滤波配合滤波电路的使用,降低了系统的干扰,提高了测量精度。     

基于虚拟仪器和PMAC的数采系统软件设计

本系统设计实现对某型号舵轴的传动间隙、驱动转矩以及剪切力位移的自动化测量。整个测试过程充分体现了虚拟仪器的思想和面向对象的分析设计方法.本文集中介绍如何在VC环境下结合Measurement Studio编程来控制PMAC卡驱动电机实现测试功能。     

某减速机构刚度分析及测试

研究某减速机构的刚度分析、优化及试验验证问题,分析滚珠丝杠预紧力和各传动副之间的间隙等对机构刚度的影响,并提出控制影响刚度因素的方法;利用ANSYS进行减速机构的结构静力分析;设计、生产专用测试装备测试该减速机构的刚度.结果表明：减速机构的设计满足刚度需求,同时提供测试减速机构刚度的方法.     

Optimization of transmission angle for slider-crank mechanism with joint clearances

In this study, kinematic analysis of a planar slider-crank mechanism having revolute joints with clearances was presented. Joint clearance was modelled as a massless virtual link, and Multi-Layered Neural Network (MLNN) structure was used for approximating the motion of this link with respect to the position of input link. Training and testing data sets for the neural network were obtained from mechanism simulation using the ADAMS software. A genetic algorithm was also used to optimize the design parameters for minimizing the deviations due to clearances. When two joint clearances at crank-pin and piston-pin centers were considered, the effects of these clearances on the kinematic characteristics and transmission quality of the mechanism were investigated using continuous contact model between the journal and bearing at a joint.     

汽车转向机构间隙运动副的碰撞接触分析

应用多体动力学分析方法及仿真技术研究了某汽车转向机构间隙运动副在转向过程中的碰撞接触特性.首先应用ADAMS软件创建了该车的仿真模型.由悬架系统、转向系统、行驶系统等系统纰成.其次研究了『H]隙运动副的碰撞接触特性,包括转向横拉杆与转向梯形臂之间的运动副及转向梯形臂与悬架之间的运动副.根据实际工作特征,前者运动副采用空间圆柱铰模型,后者运动副采用平面圆柱铰模型.最后对模型进行了仿真分析.仿真结果表明,转向过程中,两问隙运动副的碰撞接触力与间隙大小成非线性关系,多个运动副间隙共存状念下各间隙运动副的碰撞接触力发生变化.这些研究结果为转向机构零部件设计、动力学特性分析提供了更为准确的实验依据.     

基于STK的运载火箭测控链路电平仿真分析

在运载火箭的海上测控任务中,目标特性分析是最重要的工作之一。通常采用人工预先识别任务弧段中火箭遥测天线方向图的增益变化,并手动计算地面测控站接收信号AGC情况。针对上述方法效率低、过程繁琐、人为错误无法避免等问题,讨论了基于STK软件进行运载火箭测控链路电平仿真分析的方法,重点分析如何利用火箭实测天线方向图生成STK格式的天线电磁场辐射图。通过某次运载火箭飞行任务的仿真分析和实际跟踪结果比较,证明该仿真分析方法能够满足任务需求,仿真结果可以作为运载火箭目标特性分析的参考。     

数字舵机激励信号加载方法的研究与实现

为了测试数字舵机的性能,自动测试系统需产生满足数字舵机测试要求的激励信号,本文通过研究数字舵机激励信号的产生条件,实现了一种数字舵机自动测试系统激励信号的加载方法,并对其性能进行了验证,实验结果表明,此方法符合数字舵机激励信号对于定时精度的要求。     

箭载共形相控阵卫星数据链通信仿真研究

利用中继星作为通信中继,在运载火箭发射的全程中火箭与中继星都视线可见,不存在遮挡,可以实现对运载火箭的不间断测控。文章对运载火箭共形相控阵卫星数据链传输过程中的自由空间衰减、大气衰减、火焰衰减、极化衰减、天线指向误差损耗、雨衰等进行了分析,并对火箭飞行过程中,S波段箭载共形相控阵卫星数据链的安全裕度进行了仿真。     

运载火箭推进剂加注自动对接与脱离机器人本体设计

为提高火箭发射中燃料加注系统的可靠性和安全性,设计了一种用于火箭推进剂加注时自动对接和脱 离的机器人本体结构．应用ADAMS 对其进行了运动学和动力学仿真分析,得到了在给定输入下加泄连接器的仿真 输出曲线．通过分析验证了机构设计的合理性和实用性．     

基于ADAMS的非独立悬架-转向系统运动学仿真

以多体系统动力学理论为基础,利用ADAMS软件,建立了一类四轮驱动车辆非独立前悬架及转向系统的参数化虚拟样机;通过柔度矩阵的方法对其进行弹性运动学仿真分析,考察对车辆操纵稳定性、平顺性影响很大的转向轮定位参数的运行特性,从而为汽车的设计和制造提供理论依据。     

基于MIL-STD-1553B的运载火箭故障诊断与故障注入方法

针对运载火箭系统众多,故障形式多样,出现故障难以准确定位的特点,研究了一种基于MIL-STD-1553B总线(下称1553B总线)的故障诊断和故障注入方法,采用故障树分析法确定失效故障链,实时诊断和预测系统故障;由于实际的系统故障数据较少,通过失效机理分析获得运载火箭的故障库,采用1553B总线对系统注入特定故障;在运载火箭地面故障诊断与注入系统中,原有的拓扑结构维持不变,故障诊断系统作为1553B总线监视器,故障注入系统作为1553B总线的远程终端,并与运载火箭的众多子系统互联,通过总线耦合器连接火箭外部的发射控制平台;最后通过基于实际工程型号开发的故障诊断平台和故障注入平台进行了测试,测试结果表明具有满意的故障覆盖率。     

基于实时图像处理的运载火箭飞行特征事件判别方法研究

随着数字图像处理技术的不断发展,实时图像处理已成为可能,结合当前运载火箭飞行特征事件判别存在的不足,本文提出了基于实时图像处理的特征事件辅助判别方法,从图像传输、处理、判别方法等方面进行了阐述,并对系统指标进行了分析,能够满足运载火箭实时飞行指挥决策需要,可作为当前判别运载火箭飞行特征事件的有效补充手段。