某推力矢量无人机优化控制分配策略研究

针对传统依靠气动舵面偏转控制无人机姿态时低速操纵性低、动态性能较差的问题,介绍一种推力矢量无人机。给出各模块结构及功能,结合传统气动舵面控制和推力矢量控制,设计了纵向控制回路和横侧向控制回路控制器,运用优化控制分配方法解决混合控制的余度问题,以纵向控制为例对设计的无人机进行仿真实验。仿真结果表明,所设计的推力矢量无人机动态性能和操纵性得到提高,飞行品质良好。     

尾坐式超小型无人机的流体动力学仿真研究

尾坐式无人机是一种采用尾坐式设计的具有垂直起降功能的无人机,该机不仅具有固定翼无人机飞行效率高、巡航速度快等优点,又有旋翼式无人机垂直起降和悬停的能力,具有很高的研究意义和应用价值。为了研究尾坐式无人机在尺寸超小型化和低雷诺数特定条件下的气动性能,利用商业CFD软件对其进行三维流体动力学数值模拟,获取无人机的主要气动特性。并对巡航速度条件下的升力系数、阻力系数等进行了分析研究,为无人机的整体优化做准备。     

气动参数补偿状态观测器在无人机控制技术中的应用

四旋翼无人机在农林植保工作中，由于气候异常、天气变化等原因，经常会受到风向变化、气流扰动等诸多因素的干扰，直接影响四旋翼无人机飞行的安全性和稳定性。针对这一问题，本文研究了一种气动参数补偿状态观测器用于克服四旋翼无人机在野外农林植保工作中可能遇到的未知干扰，保证无人机飞行的可靠性和植保工作的顺利完成。仿真通过对比经典PID控制技术，比较得出本文所提出的控制技术能够有效提高无人机在野外工作环境下的准确控制，最大限度地降低户外不可控干扰对植保工作的影响。     

涡桨类无人机飞行试验参数计算分析研究

针对一种涡桨类无人机飞行试验,计算分析无人机飞行试验相关气动参数。结合无人机飞行试验参数,建立无人机发动机推力计算方法,进行无人机推力特性计算分析、升力系数计算分析、阻力系数计算分析、升阻比计算分析等,并与风洞试验值进行对比分析。研究内容和方法可为无人机改进设计提供依据,并可为其他无人机飞行试验气动特性参数分析提供理论指导和工程借鉴。     

四旋翼飞行器姿态角的自切换串级PID控制方法

四旋翼飞行器的姿态控制是无人机稳定飞行的关键技术之一。针对复杂多变作业条件下飞行器参数会经常发生变化的问题,在典型控制方法的基础上提出一种自适应的智能控制方法。首先,根据牛顿欧拉定律推导出无人机在地理坐标系下的动力学模型,并对其中参数进行测量计算;然后基于三角形隶属度函数建立模糊控制器,作为外环自主切换的两种控制方式之一,并设置平滑切换过程;最后结合外环对姿态角的控制方法以及内环对角速度快速调整的PD控制方法,实现了无人机串级PID控制方法。仿真和实验结果表明,该系统能够有效控制四旋翼飞行器的飞行姿态。相比较其它算法,其具有更好的鲁棒性和姿态调节的快速性。提升了无人机在飞行过程中抵抗环境扰动和系统动态响应的能力,为四旋翼飞行器控制研究提供了重要的理论与实践基础。     

基于位置反馈的无人机姿态控制仿真

无人机姿态控制系统是无人机飞行控制研究中的重要内容,姿态控制策略的好坏决定了无人机的飞行稳定性和持续性,本文基于无人机机身飞行角速率变化和无人机飞行位置反馈,利用无刷电机的差速,实现对无人机3个姿态角以及高度的控制。通过分析无人机的动力学模型,利用有关角度的状态空间方程设置状态反馈增益来获得期望的角位置,可以很好的实现对无人机的姿态控制。     

四旋翼无人机可视化半实物仿真平台研究

四旋翼无人机的飞行控制是当前无人机研究领域的一个热点,目前的控制设计多采用MATLAB/Simulink进行数值仿真验证,仿真环境中较少考虑机载设备的作用.而在无人机原型开发过程中,又多采用现场调试的方法,不易快速更改控制算法及参数.为提高飞行控制算法开发时的效率,设计并实现了一种四旋翼无人机可视化半实物仿真平台.利用MATLAB实时视窗系统搭建了平台的主框架,将四旋翼无人机的惯性导航传感器及电机控制系统融入平台之中.并且利用了开源飞行模拟软件FlightGear,及对虚拟地球仪软件Google Earth的二次开发,为仿真平台增添了无人机位置、姿态以及航迹的三维可视化显示功能.实验结果表明,该平台运行稳定可靠.     

多旋翼无人机姿态控制方法设计与分析

多旋翼无人机因其机械结构简单、维护使用方便等突出特点,近几年在各个应用领域发展迅速。但由于其动态系统为非线性、强耦合,并且对外界及自身系统干扰敏感等特点使其系统难以控制。通过分析无人机的飞行姿态,设计了一种相对传统PID控制方法进行改进的无人机姿态控制方法,并在软件上编程实现,通过飞行测试及地面站输出的结果,验证了该方法确实有助于改善无人机的动态性能,使其在有外界及自身系统干扰的情况下更易于控制,更稳定。     

倾转变形四旋翼飞行器的设计和实现

针对灾难搜救、军事侦察等应用中的狭窄空间飞行需求,提出一种俯仰姿态可以独立控制的四旋翼飞行器。该飞行器在普通四旋翼飞行器的基础上增加了一个倾转自由度,由一个驱动来独立控制飞行器的俯仰姿态,实现指定倾转角的悬停和飞行。建立了飞行器气动力仿真模型,仿真分析了倾转状态下旋翼间气流干扰对气动力特性的影响。搭建了气动力特性测试平台,通过实验验证了气动力仿真模型的有效性。最后,研制了飞行器原理样机,进行了倾转悬停和倾转飞行实验。研究结果表明,飞行器可以实现接近90°的倾转悬停,同时可以以倾转60°的俯仰姿态稳定飞行,验证了倾转变形四旋翼飞行器穿越狭窄空间的可行性。     

基于干扰观测器的无人机固定时间位姿一体化控制方法

针对存在外部干扰的倾转四旋翼无人机飞行控制问题，提出一种基于干扰观测器和积分终端滑模的固定时间六自由度位姿一体化控制方法。首先，利用对偶四元数建立了倾转四旋翼无人机六自由度飞行控制系统模型。继而，利用固定时间干扰观测器实时估计的外部扰动信息，设计一种基于积分终端滑模的固定时间控制方案，实现无人机的轨迹跟踪控制，并通过Lyapunov理论分析闭环控制系统的固定时间收敛性能。最后，数值仿真结果验证了该控制方法的有效性与正确性。     

叶切面最大厚度数值计算与应用

以叶切面最大厚度的数值计算方法为基础,探讨叶切面最大厚度计算的计算机实现,介绍叶切面厚度数值计算法的应用实例.     

Natural frequencies of vibration of a class of solids composed of layers of isotropic materials

In a recent paper, the Ritz method with simple algebraic polynomials as trial functions was used to obtain an eigenvalue equation for the free vibration of a class of homogeneous solids with cavities. The method presented is here extended to the study of a class of non-homogeneous solids, in which each solid is composed of a number of isotropic layers with different material properties. The Cartesian coordinate system is used to describe the geometry of the solid which is modelled by means of a segment bounded by the yz, zx and xy orthogonal coordinate planes and by two curved surfaces which are defined by fairly general polynomial expressions in the coordinates x, y and z. The surface representing the interface between two material layers in the solid is also described by a polynomial expression in the coordinates x, y and z. In order to demonstrate the accuracy of the approach, natural frequencies are given for both a two- and three-layered spherical shell and for a homogeneous hollow cylinder, as computed using the present approach, and are compared with those obtained using an exact solution. Results are then given for a number of two- and three-layered cylinders and, to demonstrate the versatility of the approach, natural frequencies are given for a five-layered cantilevered beam with a central circular hole as well as for a number of composite solids of more general shape.     

盘丝极心偏对三爪自定心卡盘找标精度影响的分析

三爪自定心卡盘作为机床的主要附件,已有一百多年的发展历史,尽管目前随着数控技术的不断发展,越来越多地需求高速动力卡盘,但三爪自定心卡盘目前仍有一定的市场。 要保证卡盘可靠地夹紧工件,必须使其有可靠的夹持精度;要保持卡盘的精度,必须要严格控制各零部件公差及误差,如盘丝的极心偏。 　　极心偏是形成圆的渐开线的基圆圆心 (极心 )与盘丝内孔中心不同心所造成的偏差值。它对卡盘精度的影响分两种情况,一是卡爪夹持弧采用配磨,二是卡爪夹持弧采用单磨。本文主要探讨配磨时的影响。 　　卡爪夹持弧采用配磨,即每台卡盘整体…     

双丝杠驱动机构同步分析

介绍了双丝杠驱动机构工作原理,论述了双丝杠运动产生不同步的原因以及如何判定与解决同步问题。     

圆柱面素线的直线度公差带解析

详细分析了圆柱面素线的直线度公差带在新旧标准中定义和解释的区别，并从对圆柱面素线实际要素检测的角度，提出了推行新标准的实际意义。     

膨胀套导向机构的设计

通过分析膨胀套在实际使用产生滑移受阻现象、卡死现象原因的实质,并在分析产生问题原因的基础上提出了改进措施即：增加导向机构。     

广州地铁APM列车制动机理分析

根据广州市珠江新城旅客自动运输系统(APM)列车的运行特点,介绍APM列车制动系统的制动方式及其特点,分析APM列车动态制动和摩擦制动的工作机理及其区别和联系,阐明APM列车制动系统的电控制过程和气控制过程,从而为APM列车制动系统的维护和管理提供一定的依据.     

磨粉机快辊轴承座加工工艺设计

设计了磨粉机快辊轴承座的加工工艺和具体的工装夹具.利用卧式加工中心加工磨粉机快辊轴承座,辅以能够高效快速夹紧的夹具,既可以保证加工精度,又能够提高加工效率.     

活塞销孔加工工艺的改进

我公司于８０年代末引进Aspera公司年产８０万台冰箱（冷柜）压缩机生产线及软件技术，在压缩机加工中，活塞销孔（如图１所示）的加工是难点之一。用镗床加工，质量一直难以达到要求，废品率很高。后来我们将Aspera公司的加工工艺即精镗后滚光改为精镗后用金刚石铰刀粗、精铰孔，由此解决了这个技术难题。（１）原意大利Aspera公司工艺简述其工艺流程为：钻６．５通孔→扩孔至７＋０．１→粗镗７．４７３＋０．０３６、圆柱度０．０１→精镗至７．９３５＋０．００６、圆柱度０．００２→滚光７．９３８＋０．００６、圆柱度０…     

串联混合动力牵引车蓄电池SOC的监测

文中提出了基于安时法计算混合动力电动牵引车蓄电池已用电量，在求出当前蓄电池荷电状态的基础上，利用根据能量守恒模型计算出的蓄电池SOC进行荷电状态校正，采用80C196KC加上相应的感应器来实现。实验表明，该方法测出的蓄电池荷电状态比较准确，有较高的精度。