波浪滑翔器原理和总体设计

波浪滑翔器是一种新型自主海洋观测平台，能在不同海况下对海洋环境持续观测；介绍了其总体结构、运动机理，并与其他观测方式进行FXCLL，指出了波浪滑翔器的观测优势和应用领域；同时对总体参数进行了初步研究，给出了波浪滑翔器长宽及挂缆长度等的设计依据，并对其在不同海况下的运动性能进行了预估。     

基于线性波浪理论的海上浮动平台受力及运动分析

通过对海洋波浪运动规律的研究,分析了波浪力对海上浮动平台的作用。将海上浮动平台抽象成一个多自由度刚体,基于船舶力学、海洋工程波浪力学等理论,建立了一个海上小型浮动平台的简化模型,得到了平台的受力及运动情况。可为海上浮动平台的稳定执行机构及控制系统的设计提供参考。     

基于轨迹优化的返回式滑翔飞行器最小航程影响因素分析

为使返回式滑翔飞行器实现最小航程,对最小航程影响因素进行了探讨,主要包括初始状态、终端终态、质量规模、约束条件等。以类CAV-H返回式滑翔飞行器为研究对象,建立了空间运动的坐标体系和运动学模型,给出了飞行约束体系,通过伪谱法和序列二次规划等方法进行轨迹优化。仿真结果表明:适中的初始高度有利于实现最小航程;为了实现最小航程,飞行器需要保持接近最大升阻比攻角去做三维空间机动飞行;适当减小初始速度能获得比较可观的最小航程;初始倾角可取小量负值,能在高效获得航程最小的同时兼顾热流密度;初始航向角适当偏离标称航向时,有利于获得最小航程;为了实现最小航程,在不同初始条件下需要合理地选择返回角/末端航向角;适中的滑翔终端高度有利于实现最小航程;适当增加或减轻飞行器质量有利于实现最小航程;放宽约束条件有利于最小航程的实现。通过基于轨迹优化的返回式滑翔飞行器最小航程影响因素分析,可以指导最小航程的设计与实现。     

波浪能滑翔器原理样机设计与性能测试

波浪能滑翔器是一种依靠波浪能驱动的新型无人自主海洋观测平台,能在不同海况下对海洋环境进行持续观测。介绍了波浪能滑翔器的总体结构和运动原理;讨论了波浪能滑翔器原理样机设计中的一系列问题;设计并制作出了原理样机;为了能在拖曳水池等有限条件下进行性能测试,设计出了波浪能模拟装置;最后对原理样机进行了航行测试,测试结果验证了设计思路的合理性。     

惯导平台航向效应的标定与补偿

叙述了近期研究应用较多的惯导平台航向效应基本概念、航向效应标定方案,数据提取模型,数据处理方法以及惯导平台航向效应标定实补实例.     

再入滑翔飞行器滑翔段轨迹制导律设计与仿真

针对再入高超声速滑翔飞行器在滑翔段轨迹的制导律,结合平衡滑翔和跳跃滑翔两种典型飞行方式展开研究。根据纵向运动方程、气动力模型及大气模型建立了飞行器动力学模型。然后在平衡滑翔条件下,推导设计了平衡滑翔飞行的制导律;通过分析跳跃滑翔式制导律的特征,归纳设计了五种制导律,分别为固定攻角、最大升阻比、攻角为时间的线性函数、攻角为速度或时间的分段线性函数;再分析了确定性和不确定性多约束条件,并将不确定性约束条件进行了转化。最后分别在确定性和不确定性多约束条件下,通过数值仿真得到所设计的制导律的可行范围,验证了制导律设计的合理性。结果表明,制导律最优设计是攻角为时间或速度的分段线性函数。     

基于Kane方法的波浪驱动水下航行器动力学模型建立

基于多体系统动力学理论,定义并选取适当的坐标系和广义坐标,对波浪驱动水下航行器多体系统进行运动学分析,得到各部分的速度和加速度;基于Kane方法进行动力学分析,计算各部分的偏速度和偏角速度,进而求得系统的广义主动力和广义惯性力。将系统的广义惯性力和广义主动力代入Kane方程中,得到波浪驱动水下航行器多体系统动力学模型。在受力分析中,不仅考虑了惯性力、惯性力矩、重力和浮力以及流体动力,还重点分析了波浪力和多体系统的附加质量力。对波浪驱动水下航行器进行了运动仿真,仿真结果显示航行器航行稳定,所建立的模型是有效的。     

惯导平台航向效应的标定与补偿

叙述了近期研究应用较多的惯导平台航向效应基本概念、航向效应标定方案,数据提取模型,数据处理方法以及惯导平台航向效应标定实补实例.     

海底滑翔器

水下滑翔器是一种小型可重复使用的自主水下航行器,用来从海面到预定深度滑行并回收,其间测量锯齿形航迹内的温度、盐度、平均深度海流、及其它数据。航行阻力小,倾角控制范围广,滑翔倾角在0.2～3之间可调。服役范围为数千公里,续航能力可达数月。水下滑翔器可以遥控,可以实时地通过无线遥测报告它们的测量数据。海底滑翔器的发展以及在Puget Sound的海试情况都已经有所报道。     

高超声速滑翔飞行器弹道特性分析

高超声速滑翔飞行器是当前研究热点方向之一,平衡滑翔和跳跃滑翔是两种典型的飞行模式.针对两种飞行模式展开研究,在平衡滑翔弹道分析的基础上,利用数值方法研究初始高度、速度及速度倾角偏离平衡滑翔状态时对弹道性能的影响,分析了跳跃弹道形成的原因,通过无量纲速度-高度图初步揭示了平衡滑翔和跳跃滑翔之间的联系.     

非完全对称无人两栖平台路径跟踪控制

为了提高非完全对称无人两栖平台的可靠性和机动性,研究其在浅水水域中的路径跟踪控制问题。分析水域深度对水动力导数的影响并对其进行修正,建立了更为精确的路径跟踪数学模型;对数学模型及参考路径进行变换,将路径跟踪误差转换到Serret-Frenet坐标系下进行描述,得到了位置跟踪和航向、纵向速度跟踪两个级联形式的子系统;基于级联系统理论证明了航向、纵向速度跟踪子系统与原系统的等价性。基于Backstepping方法设计航向、纵向速度子系统的全局稳定控制器,通过对直线和圆形参考路径的数学仿真以及对直线参考路径的实验研究,验证了该控制器的有效性。     

基于终端速度约束的助推-滑翔飞行器滑翔弹道设计方法

针对助推-滑翔飞行器滑翔弹道设计和速度控制问题,给出滑翔终端速度计算公式和滑翔终端速度控制方法,为滑翔弹道和滑翔终端速度控制联合设计提供了工具,为解决滑翔式飞行器起滑点位置、速度偏差及飞行中气动偏差等造成的滑翔终端速度偏差较大的问题提供了基础。仿真验证表明:该方法实用性较好,具有较强的工程应用价值。     

变形技术在助推-滑翔飞行器中的应用前景分析

针对助推-滑翔飞行器大飞行包络、多种设计矛盾难以兼顾的设计难点,分析了助推-滑翔飞行器的变形需求。通过调研变形飞行技术的国内外研究现状,明确了将变形技术应用到助推滑翔飞行器的意义和技术难点。变形技术与助推滑翔技术的融合,不仅能够提升飞行器战技指标,还可以对未来飞行器实现智能化作战提供平台保证,有望促进武器系统的更新换代。     

助推-滑翔式导弹总体参数设计方法初探

以两级固体推进剂火箭发动机助推、弹头直接入轨,而后全程在大气层内滑翔飞行的助推-滑翔式导弹为研究对象,对导弹总体参数设计进行研究,给出一种适用于助推-滑翔式导弹的总体参数设计方法。根据助推-滑翔式导弹的弹道特点,通过分段分析弹道特性,推导出导弹总体参数与关机点理想速度间的关系式。通过仿真分析,建立滑翔起点参数与关机点参数间的关系模型;考虑平衡滑翔条件,得到滑翔射程公式。基于以上公式和模型,给出助推-滑翔式导弹射程与关机点参数之间的解析关系,初步建立了助推-滑翔式导弹总体参数的设计方法。     

水下滑翔器在海战场环境中的应用探讨

论述了水下滑翔器在海战场环境观测中的重要性;简要说明了水下滑翔器在海战场环境观测中的应用。此外,还介绍了水下滑翔器在国内外的研究状况。     

返回式滑翔飞行器最小航程轨迹优化方法

针对返回式滑翔飞行器在高马赫状态下的落区和航程难以大幅度调节的问题,采用Gauss伪谱法和序列二次规划法进行轨迹优化,实现最小航程设计;提出了航程压缩比的概念,建立了动力学模型和飞行约束体系,以类CAV-H飞行器为对象进行了仿真。研究表明,低空速度消耗和空间机动有益于减小航程;在指定纵平面内可将最小航程压缩至最大航程的42%;当落区在指定航向上且飞行器可偏离纵面做机动时,飞行器可返回离轨原点;通过轨迹优化,可以调节返回式滑翔飞行器的航程从而控制其落区范围。     

带鸭舵滑翔增程炮弹飞行弹道研究

文中针对鸭式布局的滑翔增程炮弹的飞行弹道特性,通过动力学分析,建立了滑翔增程炮弹的各飞行弹道段的弹道模型和控制模型,数值分析给出了滑翔增程弹飞行速度变化规律、最大射程角以及滑翔增程炮弹的滚转控制段与滑翔控制段的弹道特性,研究结果为鸭式布局滑翔增程炮弹的弹道设计提供了理论基础。     

基于跟踪微分器的单天线DGPS定向测姿方法研究

设计了基于跟踪微分器的单天线DGPS定向测姿方法,构造基于积分方法的跟踪微分器,并将其用于DGPS速度的滤波和微分处理,从而得到较精确的速度和加速度信息,通过对载体运动模型的分析和数学推导,得到计算载体姿态的方法。最后,给出了该方法在车载系统中的仿真,结果表明该方法可以提供有效的姿态信息,可以成为常规姿态测量系统的备份。     

中制导误差对反导拦截器末段拦截影响仿真分析

研究了中制导结束时目标速度估计误差和反导拦截器航向误差对末段拦截的影响.以THAAD为例进行分析,建立了末段拦截运动的简化模型,通过数字仿真研究了中制导误差与拦截器末段拦截所需机动能力之间的关系.仿真结果表明,提高中制导精度,通过综合考虑中制导目标速度估计精度和拦截器航向控制精度来选择适当的末段拦截入射角,将会降低拦截器的机动能力需求,从而改善末段拦截的性能.     

绳驱动刚柔混合式波浪运动补偿机构的运动学建模与碰撞干涉检测

针对海上多维波浪运动补偿,设计一种6自由度绳驱动刚柔混合式波浪运动补偿机构。依据海上波浪运动特点分析波浪补偿装置的功能需求,结合封闭矢量环法构建该机构位姿逆解模型,计算出机构的速度雅可比矩阵,推导出驱动绳和中间刚性支链上的速度、加速度模型,并利用ADAMS仿真软件验证所建数学模型的正确性;建立整体机构静力学模型,采用力封闭算法计算柔性驱动绳和中间刚性支链上的张紧力分配大小,通过搭建的等比实验平台验证该算法的有效性;基于几何矢量法对机构内各部件之间进行碰撞干涉检测分析;通过数值仿真和实验验证分析,从理论和实验两方面验证该绳驱动刚柔混合式波浪补偿机构应用于海上多维波浪运动补偿的可行性,所得结果对进一步研究波浪补偿机构的张紧力算法优化和张力控制具有一定参考意义。