平流层飞艇静升力分析

研究飞行器在平流层定点悬停定位问题,平流层飞艇运行环境复杂多变,静升力的确定有一定难度.为保持飞行器飞行到指定高度,采用理论分析方法建立了静升力的数学模型,根据标准大气环境下平流层飞艇总静升力随飞行高度的变化规律,以及实际环境中温度变化对总静升力的影响;分析了净静升力与压差百分比、压力高度处副气囊体积比、温度和飞行高度的变化关系.利用Matlab软件平台进行了仿真分析,结果表明所建立的模型能够准确描述各因素对静升力的影响,从而为平流层飞艇的总体设计提供依据.     

飞艇压力控制系统的算法设计与仿真

飞艇作为飞行器的一种,其工作原理与飞机、热气球等传统的飞行工具不同.飞艇上升的动力主要依靠气囊中的升浮气体来产生.所以,如何控制气囊中气体的压力对飞艇来说非常重要.压力控制过程涉及飞艇的气囊安全控制、升降速度控制等,还与飞艇的动力系统以及外部大气环境和气象条件密切相关.因此要让飞艇的压力控制做到既安全又平稳并不是一件容易的事情.本文将以飞艇的数学模型、标准大气模型和传热学基本原理为基础,探讨如何实现飞艇的气囊压力控制.     

某型靶弹高度导航系统的设计

为某型靶弹设计高度导航系统;由于靶弹是模拟飞机的巡航飞行,其高度在12000~15000 m,所以靶弹对其高度导航精度要求较高;通过对大气数据包括气压随高度的变化、温度随高度的变化、空气密度随高度的变化等的研究,设计了一套大气机惯导组合导航系统,硬件系统用MOTOROLA MPX2100压力传感器、单片机和XW-IMU5200惯导等为主的器件搭建,硬件系统设计为以固定时间间隔气压传感器修正惯导系统;通过对惯导误差、气压高度模型和大气数据等的分析,并针对靶弹飞行特性,简化了气压高度公式;在软件上应用了卡尔曼滤波进一步提高其计算精度;该系统具有精度高、可靠性强、重量轻体积小、造价低廉等优点。     

基于神经网络动态逆的飞艇定点控制及仿真

本文在分析飞艇自主定点控制重要性的基础上,采用神经网络动态逆控制设计飞艇水平面内的定点控制律。首先建立了飞艇水平面内的定点控制方程,然后利用神经网络补偿动态逆误差,建立了神经网络动态逆控制律,进行了仿真,并与未加入神经网络的动态逆控制方法进行了比较。仿真结果证明,在被控对象存在不确定性或者有外在干扰的情况下,本文设计的控制律控制律可以控制飞艇回到期望的定点位置,为以后进一步进行自主能力更高的定点控制律设计奠定了基础。     

基于临空飞艇的大气参数原位探测系统及试验

以临空飞艇平台为基础,搭载研制的首个集成微惯导组件的下投式探空仪,进行20 km下投探测试验。试验在实现对0~20 km立体空间大气温度、湿度、压力等参数高精度原位探测的同时,定量描述下投式探空仪的圆锥摆运动规律,为误差补偿模型提供数据支撑。试验验证了基于临空飞艇的大气参数原位探测系统的可行性,为中国今后开展台风内核区精细化探测奠定了良好的基础,提供了直接有效的探测手段。     

基于横流修正转捩模型的飞艇艇身减阻优化研究

艇身外形优化设计是平流层飞艇减阻的有效方法之一,艇身转捩尤其是横流转捩对于三维艇身的阻力特性有很大影响.采用SST-k-ω湍流模型耦合添加了横流修正的γ-Reθ-CF转捩模型在高精度CFD软件平台上进行艇身绕流计算.首先针对标准6:1椭球体算例进行数值方法验证,结果表明γ-Reθ-CF转捩模型能够比原始模型更好地预测旋成体外形的转捩位置,对于阻力特性的描述较为准确,且能够反映不同迎角下横流效应对旋成体外形转捩的影响.在此基础上,开展了考虑横流效应的艇身外形优化研究,涉及的几何因素包括艇身长度,艇身长细比和艇身最大直径的位置.选取传统的Goodyear飞艇艇身为参考,优化后的艇身在0°迎角下的总阻力减少约40%.     

基于恒载荷控制补偿的凹版印刷机滚筒压力仿真研究

针对凹版印刷机滚筒挠性变形造成的印刷压力分布不均匀,采用理论计算和有限元分析方法,在准确计算了滚筒挠度的基础上,优化设计了挠度补偿装置并仿真计算了补偿结果,实现印刷压力的均匀分布.采用了恒载荷控制的挠度监控和补偿系统,采用双泵控制液压系统作为压力源,可稳定准确控制补偿载荷,研究结果为研制滚筒压力补偿系统提供理论依据.     

基于硅谐振压力传感器的大气数据系统的实现

详细介绍了Druck RPT 200型硅谐振压力传感器的工作原理,阐述了大气数据系统的结构、建模及硬件实现等研制过程;该系统采用Druck RPT 200型硅谐振压力传感器替代原振动筒式压力传感器测量压力,并采用小型单板计算机作为大气数据系统的嵌入式计算机,实现高度、空速和马赫数等参数的计算,并由显示器实时显示;该大气数据系统体积和重量仅为原系统的1/10,并具有高精度、高分辨率,高稳定性和高重复性的特点。     

基于磁探针检测的压力管道内壁缺陷评估研究

压力管道由于长期工作于高温、高压等恶劣工作环境下，其内壁容易产生腐蚀、开裂、凹坑等类型缺陷，因此对压力管道内壁实施无损检测非常重要。为了提升检测效率和便捷性，本文采用磁探针法从压力管道外部对内壁缺陷实施评估研究；首先通过仿真分析，探究了管道内壁缺陷处与无缺陷处的理论感应电压信号差异，发现缺陷处的感应电压信号幅值较低；然后通过实验检测评估了预制不同长度内壁缺陷的压力管道感应电压信号分布规律；结果表明，感应电压信号幅值在缺陷位置会突然降低形成波谷特征，并且.波谷宽度与实际的内壁缺陷尺寸具有良好的一致性；将波谷的半峰宽高度H_FWHM作为判断管道内壁有无缺陷的特征阈值，其准确性达到8852%，对于压力管道内壁缺陷的定量化评估具有重要意义。     

基于AMESim的某风洞喷雾供水系统压力控制方法研究

通过对某风洞喷雾供水系统压力控制流程的分析,简化了系统压力控制方法,避开了各控制回路相互的耦合问题。对其核心控制元件调节阀进行了详细的计算分析,并给出了调节阀的调节公式。最后利用系统工程高级建模与仿真平台AMESim对系统的压力控制进行仿真,结果表明,理论分析和仿真结果是一致的,可以为系统的实际控制提供理论支持。     

一种应急救灾飞艇部署与规划方法研究

飞艇具有高分辨、大覆盖、可定点观测及可快速部署等特点。开展应急救灾飞艇快速部署与规划研究能够减少灾害现场监测盲目性,提升救灾科学决策能力,是任务规划领域研究的热点问题之一。提出了一种应急救灾飞艇快速部署与规划新方法,综合考虑飞艇部署与规划问题,建立了基于信息熵的飞艇最优化部署模型,并在此基础上,提出了一种最大执行任务的约束满足任务规划算法,引入相容性矩阵和遗传算法,开展算法求解,降低规划复杂度。最后通过仿真实验,验证了所提方法的有效性。     

平流层飞艇的附加质量及其对飞艇运动的影响

采用Hess-Sm ith方法对三维物体在流体中运动时的速度势进行数值计算,并用球体的理论值与之比较,验证了程序的正确性,在此基础上编写附加质量的计算程序,并与椭球的理论值进行比较,验证了该程序的可靠性。通过建立飞艇六自由度运动方程,利用不同的附加质量值计算飞艇的运动,得到了不同的运动参数值,依此判断附加质量值对飞艇运动有较大影响,不能随意假设。通过对飞艇运动状态参数的分析,指出飞艇在无控状态下是不稳定的,因此需要采用控制。     

飞艇稳定性和能控性分析

该文基于飞艇的六自由度（6DOF）非线性数学模型,通过李亚普诺夫（Lyapunov）第一近似理论对飞艇的稳定性进行了分析;采用非线性系统近似线性化的方法对其能控性进行了分析。通过分析得出飞艇在有外界干扰的情况下是不稳定的,但是是局部能控的。进而通过对飞艇在不同的平飞速度条件下,水平速度和迎角扰动这两种扰动情况下的计算机仿真,可以得出飞艇在有扰动时足不稳定的,与采用Lyapunov方法的分析结果相一致。而且,随着平飞速度的增加,同样的扰动下各状态量的响应时间越来越短,变化也相对剧烈。通过理论和仿真分析得出的飞艇的运动特性方面的结论,这些结论对飞艇控制系统的设计提供了理论基础。     

基于遗传算法的平流层飞艇路径规划设计

利用传统线性化方法--小扰动法将模型线性化,结合平流层飞艇的工作特性,把飞艇上升运动看成是纵向基准运动和横侧向扰动运动.然后采用最小值原理,根据飞艇的控制量和边界条件,设计和优化飞艇的上升轨迹,其性能目标函数是从初始点到目标点运动过程中能量消耗最小.利用遗传算法,在运动模型和控制量变化的共同约束作用下,求取目标函数的最小值.最后根据飞艇实际工作过程,对仿真结果分析表明,该方法具有实际应用价值.     

基于压力反馈的MapReduce负载均衡策略

数据倾斜是严重影响MapReduce性能的因素之一.数据倾斜问题的现有解决方法需要用户对应用类型提供针对的分区函数,或是为MapReduce编写额外的采样过程,增加了用户的负担.为解决上述问题,提出了一种基于压力统计的负载均衡策略.该策略充分利用MapReduce中的混洗阶段,在reducer准备数据的同时进行统计,以获取全局数据分布.系统根据数据分布情况对负载较重节点进行调度,平衡整个集群负载,而无需用户提供额外的输入.此外,考虑到上层不同的应用类型,引入了压力反馈机制来进一步提高调度策略的性能.实验结果表明,提出的负载均衡调度策略的性能优于默认策略性能.     

硅压力传感器静态特性参数计算机标定系统

介绍可标定６４路压力传感器静态特性参数的计算机标定系统。数据采集精度可达０．０５％，可得出传感器的非线性、迟滞、重复性、零位输出、零位温漂、灵敏度、温漂特性参数。该系统还可用于压力传感器的温漂补偿。补偿后压力传感器零位＜０．５ｍＶ，零位温漂＜５×１０－５／℃Ｆ．Ｓ。     

7000米微型ROV耐压控制系统研究与试验

为搭建7000米微型ROV耐压控制系统,本文设计了一套从元件、模块到系统循序渐进的压力试验方案,其可行性在实践中得到了验证。随后的压力试验证明:大多数现有的电子元件在7000米深海压力下工作正常,只有少数薄壁空腔结构的元件不能承压,需要经过特殊处理才能使用。对于这样的元件,采取相应的保护措施,排除了若干技术障碍,有效解决了微型ROV电子设备的耐压问题,为耐压控制系统的设计和实现奠定了基础。     

基于网格计算的动态反馈负载均衡策略研究

基于分布式系统中静态负载均衡策略的优缺点,提出一种基于网格计算的动态反馈负载均衡策略,最终达到提高整个体系的网络吞吐率和服务平均响应时间等指标。     

基于无人机机载激光雷达的海岛建筑物高度测算技术

当前技术在测量海岛建筑物高度时,得到的激光点云数据质量差,测算结果不准确。为了解决上述问题,基于无人机激光雷达研究了一种新的海岛建筑物高度测算技术。利用无人机自动控制技术对海岛建筑物进行多点多角度照片拍摄,拍摄方案有两种,分别是折线形飞行方案和环绕型飞行方案;在海岛建筑物的不同位置和不同高度设置多个地面影像控制点,通过航拍得到各个海岛区域的特征图像,利用Smart3D建模软件完成建模,将建立的三维模型从图像空间坐标系转换到大地空间坐标系,从而得到海岛建筑物高度。与传统测算技术进行实验对比,结果表明,基于无人机激光雷达的海岛建筑物高度测算技术测算精度高于传统技术,对于海岛管理有很好的促进作用。     

基于虚拟仪器概念的多功能液位显示仪的开发方法

从虚拟仪器的概念出发，提出了一种在软件基于通用编程语言、硬件上基于微机的多功能油罐液位显示仪器的开发方法，并从软件开发和硬件构成等方面进行分析与论述。