平流层飞艇外形的设计优化

平流层飞艇是依靠浮力升空的飞行器.飞艇外形对于平流层飞艇的设计至关重要,为了获得能够满足动力结构和重量等各个学科要求的最优艇形,将综合设计优化技术引入到飞艇外形设计中,提出了适用于优化的飞艇外形生成曲线,分析了与外形有关的气动、结构和重量等因素,建立了飞艇气动阻力、表面积和最小环向应力的模型,构造了复合目标函数,并针对某飞艇外形进行了优化设计.仿真结果证明,利用蒙特卡罗算法优化设计后的艇形优于传统艇形.     

平流层飞艇多能源的优化管理系统

针对平流层飞艇的长驻空时间和复杂的飞行工况对其能源系统提出的要求,设计了平流层飞艇多能源(包括太阳能,燃料电池,锂离子电池和航空发电机)优化控制系统。结合平台能源特点和飞行任务,设计了静态能源搭载分配方案。采用分布式电源模块布局,提出了能源实时跟踪切换方法,实现动态调度各能源管理单元。通过建立有限状态机模型,结合模型建立动态实时调度方案,既降低了飞行任务与能源优化管理的耦合程度,又保证了实时互操作性。对能量平衡情况进行分析验证,得到满意的结果,对于复杂工况飞行器的能源控制系统具有普遍的参考意义。     

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.     

考虑转捩影响的DLR_F4翼身组合体阻力计算

针对现代民用飞机设计巡航阻力预测中不考虑转捩影响很难完善计算与试验对比的问题,采用固定转捩和全湍流方法完成DLR_F4翼身组合体阻力计算,并与试验及相关文献结果进行对比.结果表明:采用设置有小范围层流区的固定转捩计算与相应全湍流计算得到的压力因数分布基本一致,二者之间总阻力的差量主要表现在黏性阻力方面;在大多数迎角下,...     

平流层验证飞艇横侧向模型辨识研究

研究采用系统辨识方法建立平流层验证飞艇横侧向模型,针对飞行试验中风的扰动和测量噪声明显,对辨识参数的精度有影响。为解决上述问题,提出了采用滤波误差法,辨识稳定微分和控制微分系数的策略,获得飞艇较精确的平飞横侧向模型。首先考虑飞艇为浮力体,质量和惯量受环境影响较大,很难精确测量的问题,将飞艇非线性模型转化为具有稳定性微分和控制微分的飞艇横侧向线性模型,辨识参数不受质量、惯量变化的影响,并采用滤波误差方法,辨识模型的稳定微分和控制微分,可以减小风的扰动误差对辨识精度的影响,最后用辨识模型进行飞行仿真,将仿真得到的数据和实际飞行试验数据进行对比分析,结果表明,辨识得到的模型可以较好地反映飞艇的动力学特性,可为飞艇偏航控制器的设计提供参考。     

基于卫星／平流层飞艇的区域导航系统设计

针对卫星/捷联惯导组合导航系统中卫星信号易受干扰的问题,为提高导航的精度和可靠性,提出了一种新的基于卫星和平流层飞艇的区域导航系统.根据区域导航平台,利用组合导航的模式,建立了同步卫星/捷联惯导/平流层飞艇组合导航的状态方程和量测方程,选取自适应联邦滤波算法作为组合导航的信息融合算法,形成联合滤波器,要以弥补卫星导航中信号易受影响的问题.最后设计开发了区域导航仿真系统,通过数字仿真表明,与卫星/捷联惯导组合导航系统相比,区域导航系统具有较高的导航精度和较好的可靠性.     

基于PSoC的飞艇艇内温度采集系统设计

介绍基于PSoC、nRF24L01射频芯片和DS18B20数字温度传感器的智能无线温度采集系统在飞艇上的设计,并对系统实际运行的结果数据进行测试分析,实现温度的测量与数据传输。重点描述了系统采集端软硬件的设计与实现,阐述了软件与硬件的设计要求。本系统功耗低、结构简单、通信效率高,可实现飞艇范围内全方位的温度测量。     

基于通用测试系统的平流层飞艇北斗安控测试

为保证平流层飞艇飞行试验安全,放飞前需在地面试验场对飞艇各分系统与全系统进行集成测试,北斗安控测试是试验场集成测试的重要内容。在分析北斗安控分系统组成以及工作模式的基础上,提出了基于通用测试平台的平流层飞艇北斗安控测试方法;通用测试平台是基于高速信息交换架构、合成仪器、公共测试接口等测试资源的新一代自动测试,在该通用测试平台的基础上设计了北斗安控系统的测试模式与测试流程,编写了测试程序,并且在某型平流层飞艇北斗安控测试中得到了应用,在测试结束后给出测试成功率,测试结果与人工监测记录结果一致,表明该方法合理可行。     

基于CPN的常规潜艇随艇备件优化研究

常规潜艇的随艇备件方案优化对潜艇顺利完成任务具有十分重要的作用。在分析了当前已有的方法不足的基础上,提出了一条新的研究思路:首先将常规潜艇看成是一个多阶段任务系统,采用着色Petri网(CPN)对常规潜艇任务建模、仿真,获得基于任务成功性的任务剖面,在此基础上采用面向对象的思想建立基于CPN层次化的随艇备件仿真模型。最后案例验证了仿真模型,对比分析了最大、最小维修策略的适应性。     

基于遗传算法的临近空间飞艇多学科优化设计

临近空间飞艇设计中,确定系统总体参数、给出优化的艇体外形十分关键,针对传统设计方法,为改进其中串行设计的不足,提出了并行多学科优化设计方法;并基于遗传算法开展了飞艇外形优化设计方法研究,结合气动、结构、强度进行了一体化优化。仿真结果表明利用遗传算法开展飞艇多学科优化是可行的,另外在进行设计时,不能仅将减阻作为研究重点,还应全面考虑结构重量、强度等其它因素。     

基于可视外壳的cage 生成

借助cage 作为代理几何来处理高精度复杂模型,正成为计算机动画与几何造型中的一种重要方法.目前,已有的cage 生成算法尚缺乏普适性,很大程度上依赖于几何的表示和模型的复杂度.因此,提出一种基于可视外壳的cage 生成算法.通过逆向模拟计算机视觉领域可视外壳的生成过程获取cage,以实现cage 生成与几何表示和模型复杂度无关的目标.实验结果表明,该方法易于实现且效率高.     

基于丝网传感器的气水两相流流型转换测量

两相流流型有助于两相流体结构与运动规律的研究,是开展气水两相流研究的基础。为了探究各种流型之间转换过程中的流体动力学现象,利用丝网传感器(Wire Mesh Sensor,WMS)通过对50 mm内径的垂直管道不同流动条件下各种流动形态的空隙率、气泡分布及其变化过程成像测量表明在水相表观流速不变,气相表观流速增加的条件下,从泡状流到弹状流过渡过程中,均匀分布的离散小气泡密度逐渐增加,管道中心气泡浓度逐渐高于管壁,管道中心小气泡开始碰撞聚合形成大气泡;随着水相表观流速减小,进一步增加气相表观流速,弹状大气泡破裂成若干不规则气泡,向下一个流型过渡。     

基于最优凸壳技术的Delaunay三角剖分算法

提出了一种基于最优凸壳技术的Delaunay三角剖分算法。该算法对离散点进行扫描线方式排序,利用最优凸壳技术进行凸壳的生成和三角网联结,最后利用有向边的拓扑结构进行三角网优化。该算法不但避免了所有的交点测试,而且使得新加入点与凸壳边的平均比较次数不大于4,从而实现了高效的三角剖分。     

基于Plib的飞艇飞行视景仿真设计

由于飞艇体积大、密度小,受附加惯性力显著,其动力学特性与常规飞行器有较大不同。所以。为了直观全面地了解飞艇的飞行特点,对飞艇进行飞行视景仿真是必要的。为此首先介绍了视景仿真开发工具Plib和仿真系统总体框架,然后,应用机理分析方法建立了飞艇运动模型。在此基础上,调用Plib的类方法创建三维仿真环境,重点研究了天空海洋绘制、模型导入、视点变换、图形用户界面资源及键盘鼠标响应控制等关键技术。最后应用该系统对飞艇纵侧向扰动运动进行了仿真,展现了飞艇受扰后的飞行状态和各种运动模态的变化过程,结果表明该仿真系统真实感强,实时性好,可以为飞艇的后续研制工作提供参考和帮助。     

基于消除交叉点的蚁群算法锡焊机器人路径优化

针对基本蚁群算法在锡焊机器人路径优化存在交叉点的不足,提出了一种自动消除焊接路径中交叉点的算法,将其与蚁群算法融合,通过增加消除交叉环节,可以得到更优的焊接路径,减少焊接电路板的时间消耗。还针对消除交叉会增加时间代价这一不足,对消除交叉点算法与蚁群算法融合的方式进行分析研究,得出时间代价较小,优化结果较好的融合方式。通过200个焊点的仿真结果表明该算法有较好的效果。     

基于微分模型的改进微粒群算法

针对基本微粒群算法的微分模型，从解的存在惟一性角度出发，发现最大速度常数虽然能保证解的存在性，但却降低了算法的全局搜索性能．为了提高算法的计算效率，提出了一种不合最大速度常数的微分模型，该模型首先将速度向量与位置向量等同对待，两者同时对空间进行搜索，并讨论了该模型解的稳定性条件，给出了相应的改进微粒群算法，能有效地提高算法效率．仿真结果证明了算法的有效性．     

基于DSP的智能相关流量测量系统

１前言相关流量测量技术是以随机过程的相关理论为基础的一种流动参数检测技术。它在解决两相（气／液、气／固和液／固等）流体以及多相（多组份）流体的流动参数测量问题上具有巨大的潜力。相关流量测量技术的发展已有二十余年的时间了,但距工业生产中的大范围应用仍有...