弹道修正弹修正舵机控制策略研究

高速旋转弹丸弹道修正的实现,修正舵机的减旋和舵机系统中永磁同步电机的控制是关键。介绍修正弹舵机结构和组成,依据二维修正固定鸭舵工作原理和舵机修正过程中所受力矩分析,提出采用脉宽调制技术实现电机的双闭环控制系统。通过在模拟样机平台进行舵机停止角度的实验表明,该舵机控制系统结构简单,定位精度理想且在高速旋转状态下系统稳定性好、可靠性高,为后续高旋弹二维弹道修正舵机控制系统的研究提供了实验依据。     

舵片形状对舵控火箭靶弹气动特性影响研究

针对300 mm舵控火箭靶弹进行数值模拟仿真计算,研究其气动舵外形(舵片安装位置、舵片面积大小、矩形舵片的长宽比或梯形舵片的后掠角)变化对全弹气动特性的影响。研究得出,为了实现靶弹的准平飞弹道,需控制舵提供足够的升力和俯仰力矩,则舵控靶弹的舵片安装于弹头部与圆柱部结合处时具有较大的俯仰力矩及升阻比,此时控制效率较高;展弦比为2.68时,靶弹的俯仰力矩及升阻比较大,控制效率较高;较小后掠角的情况下具有较高的控制效率。     

修正弹舵片模拟控制及实验研究

依据弹道修正基本原理,对某修正弹在不同飞行速度下舵片受到的风阻力矩进行模拟实验研究,设计了模拟实验装置,装置中利用风阻电机的力矩来模拟修正弹舵片受到的风阻力矩。对修正弹舵片进行了空气动力学仿真,得到了修正弹在不同飞行速度下舵片受到的风阻力矩。利用应变式测力装置对风阻电机的力矩进行实际测量。并进行了控制电机的输出力矩测量实验,得出修正弹在不同飞行速度下控制电机的力矩均大于风阻力矩的20%以上。实验结果表明,该模拟实验装置能够满足对修正弹舵片模拟控制的要求。     

修正弹修正电机控制系统设计

高速旋转弹丸弹道修正的实现,关键在于修正机构中电机的有效控制。依据二维弹道修正原理及直流无刷电机(BLDCM)控制方法,提出采用优化脉冲宽度调制的方法来实现电机输出转矩的控制,从而达到弹丸弹道修正的目的。通过模拟实验进行二维修正的模拟控制,结合风洞实验测得修正机构所受最大风阻力矩为0.612 N·m,所设计的永磁直流电机稳定性好、响应速度快,最大电磁转矩为0.6348 N·m,表明电机控制系统针对高速旋转弹二维修正具有较好的修正效果。     

永磁电机的力矩波动对舵机修正精度的影响

依据弹道修正基本原理,对弹道修正基本流程进行设计。通过查阅相关资料,对弹道修正机构中的舵机所受力矩进行分析。通过对修正弹进行气动仿真,可知永磁电机的力矩波动会使舵机在目标停止位置出现摆动,使永磁电机对舵机的控制精度降低。又对影响永磁电机力矩波动的因素进行分析,可知减小硅钢片槽口宽度和采用磁极偏移可以减小永磁电机的力矩波动。结果表明,为了提高舵机的修正精度,必须要减小永磁电机的力矩波动。     

鸭式布局火箭弹修正弹道仿真研究

采用相对较为简单的弹道修正技术实现对火箭弹实际飞行弹道的修正,从而提高火箭弹的打击精度。文章研究对象是基于鸭舵执行机构的弹道修正火箭弹。在simulink仿真过程中利用特定的弹体结构参数、气动力参数,以及特定的舵控策略进行了鸭式布局弹道修正火箭弹的弹道仿真。分析并比较了有扰有控火箭弹弹道和有扰无控火箭弹弹道的精度,为以后进一步研究提供参考。     

头部可偏转飞行器气动仿真与外形优化

针对头部偏转控制的飞行器模型,以通用流体计算软件Fluent为计算平台,进行了大量气动性能仿真实验.计算了不同头部偏角,不同马赫数和攻角姿态时,飞行器模型所受的气动力,分析在不同条件下升力、阻力和偏航力矩的变化情况,同时比较了不同外形的此类飞行器的气动性能.     

某种永磁同步发电机直接转矩控制系统设计

依据二维弹道修正原理,提出修正舵机中永磁同步发电机直接转矩控制方法,针对d-q坐标系下的永磁同步电机模型,研究了永磁同步电机直接转矩控制方案。结果表明,修正舵机中发电机直接转矩控制系统输出转矩能够达到高速旋转弹的修正效果。     

舵控火箭靶弹的气动分析

在无控火箭靶弹的基础上,加装控制舵片改装为有控火箭靶弹。建立简化的舵控火箭靶弹三维模型,并利用数值计算的方法采用Fluent软件对火箭靶弹的气动特性进行了仿真分析。通过仿真得到弹加尾翼(无控)和全弹(弹+翼+舵,有控)的气动参数在舵偏角为0°时随攻角、马赫数的变化规律,以及不同舵偏角下的压力云图。     

轻型无人直升机外挂武器装备气动特性分析

加装在轻型无人直升机机身左右两侧的外挂武器装备受到机身等部件的气动干扰,气动特性与自由来流时相差比较大。采用RANS方法对带外挂武器装备的轻型无人直升机进行气动特性计算,包括不同机身侧滑角和挂弹数量状态。结果表明挂梁和挂架对外挂武器装备气动特性的影响比较大,外挂武器装备在纵向和航向上是静不稳定的。在有横向来流时,外挂武器装备的阻力和偏航力矩变化比较大。随着导弹不断发射,外挂武器装备的阻力、俯仰力矩和偏航力矩都不断降低,但是升力基本上不变。研究结果可为外挂武器装备减阻设计和气动布局、武器发射策略的选择等提供重要的参考。     

巡飞弹的气动特性分析与弹道姿态仿真

为探索某巡飞弹气动特性和弹道姿态,利用Pro-E对其建模,Gambit软件进行网格划分,定义边界条件,再导入Fluent进行气动性仿真,提取弹道气动仿真数据,找出巡飞弹气动变化规律,利用Matlab软件拟合弹道气动方程,结合巡飞弹机构空气动力变化曲线与巡飞弹结构特点,将拟合的升力、阻力、翻转力矩方程代入Adams模型中,利用Matlab和Adams进行联合运动学仿真并实现对巡飞弹的全程姿态模拟。     

无尾飞翼布局特殊舵面建模与气动弹性研究

以多舵面组合下的无尾飞翼布局飞机为基础,建立全机的结构有限元模型和气动面模型。针对其双舵面的特点,进行气动与结构修正,从而比较真实的反映双舵面飞翼布局的气弹特性,提出了一种实用的建模和计算方法。     

某一维弹道修正机构设计与气动特性分析

根据增阻减速原理设计了某一维弹道修正弹的修正机构,建立了弹体及修正机构的三维模型;结合外弹道理论和修正机构的工作特点,利用流体力学软件FLUENT建立了该一维弹道修正弹的弹道仿真模型,对修正榴弹的绕流流场进行了仿真分析,获得榴弹在不同马赫数下所受阻力、粘性力、阻力系数和粘性系数等参数,对比分析了所设计的修正机构的修正能力,为修正机构的工程设计提供一定的理论参考。     

气动式反操纵负载模拟器设计

气动式反操纵负载模拟器,以压缩空气或氮气为能源,采用曲柄滑块原理,模拟舵面受到的反操纵气动力负载。首先,根据最大加载力矩和最大舵偏角确定曲柄、连杆长度;其次,确定活塞行程,并根据最大气体压力和最大加载力矩确定活塞有效面积及其他参数;最后,进行活塞速度校核,保证活塞始终处于主动加载状态。以某小功率舵机为例,根据反操纵力矩调节气源输出压力,采集舵偏角反馈信号和扭矩反馈信号,分析舵偏角与扭矩的对应关系。试验结果表明,气动式负载模拟器的试验数据和设计技术指标基本吻合,经数据修正或补偿后,线性度、加载精度等指标均达到设计要求。     

蒙特卡洛法在舵机控制精度中的应用（英文）

为研究舵机控制精度,利用matlab/simulink软件建立六自由度舵控火箭弹弹道仿真模型。用蒙特卡洛法对舵控火箭弹分别考虑舵偏角误差和起控时刻误差时进行模拟打靶,统计出成功子样中舵控火箭弹的弹着点分布情况。在加入相关干扰误差的情况下分别对舵偏角误差和起控时刻误差下的落点散布进行了仿真分析,计算出不同射角下的横向和纵向修正值。分析了各自因素舵控火箭弹弹道特性和精度的影响,为以后舵控系统的高精度设计提供了相关参考。     

侧风对整车空气动力性影响的研究

通过结合计算机虚拟技术和实际风洞试验,对不同偏角的侧风状态下某SUV车型的空气动力特性进行研究,得到了不同侧风状态下整车的气动阻力系数、侧力和升力系数;试验结果表明,气动阻力系数、侧力和升力系数均随着侧偏角增大而增大。深入分析侧风对整车油耗、行驶稳定性以及气动噪声的研究提供了有利的参考。     

半转翼悬停状态下气动特性实验研究

半转翼是一种以转动式扑动替代摆动式扑动的新型类扑翼仿生飞行系统。为了探索半转翼悬停状态下气动特性影响规律,在介绍半转翼工作原理的基础上,给出了升力测试装置方案及其测试计算模型,分别从翼片布局、翼片材料特性对气动特性的影响展开实验研究。实验结果表明:左右对称布置的翼片运动后产生的流场相互干扰,导致双翼式半转翼平均升力系数小于单翼式半转翼;柔性翼片平均升力系数一般比刚性翼片大;在合适松弛度范围内,柔性翼片平均升力随松弛度增加而增大。研究结果揭示了半转翼悬停状态下的气动特性。     

风力机柔性叶片翼型的气动特性研究

基于柔性叶片大尺寸变形的特点,选取NPU翼型作为研究对象,采用Xfoil软件计算不同弦向变形时翼型的升阻力系数及俯仰力矩系数,并总结翼型变形后升力系数计算的修正公式。研究表明,柔性叶片弦向弯曲变形越大,翼型的升力系数越大,阻力系数也会有小幅度增大,但升阻比总体呈现增大趋势,有利于提升气动性能。翼型变形后的气动特性计算修正公式的计算结果与模拟仿真的结果也吻合较好。     

风雨环境下轿车行驶中的气动特性研究

针对轿车在恶劣气候条件(侧风和降雨)下行驶中的气动特性及安全性等问题,建立了某轿车的三维数值模型,采用两相流模型,模拟了该轿车以不同速度在无风、不同侧风、降雨等条件下的行驶情况,对比分析了三种情况下轿车周围空气流场及受力特点;研究了该车在侧风和降雨共同作用下的行驶气动特性。结果表明:在设定的降雨量情况下,有雨比无雨时汽车阻力增加30%左右,纵倾力矩增加0.72%~3.42%;在侧风和降雨条件下,升力增加了87%~185%;侧风的增大伴随着降雨,车身表面压力变大,横摆力矩明显增大,对汽车的安全行驶影响明显。     

高速列车明线交会时车体振动特性与气动载荷关系研究

会车气动载荷作用下车体垂向振动和横向振动加剧,为了抑制车体振动,需要探究两者之间关系。建立3节编组列车空气动力学模型,采用计算流体力学的数值模拟方法,计算得到会车气动载荷,即气动阻力、气动侧向力、气动升力、侧滚力矩、点头力矩以及摇头力矩。将各方向气动力和气动力矩单独以及共同加载在车体上,进一步分析车体振动特性与气动载荷的关系。研究结果表明:气动载荷作用下,车体垂向振动增大了20%~30%,横向振动增大了3倍多;相比于其他各方向气动力和气动力矩,气动升力和点头力矩是影响车体垂向振动的重要因素,气动侧向力和摇头力矩是影响车体横向振动的重要因素。