弹射座椅姿态控制算法研究

研究了一种基于"H"形火箭包的弹射座椅姿态控制算法。介绍了分时控制策略下,座椅姿态模糊控制算法的设计与实现。在Matlab/Simulink平台上根据不同弹射状态进行了仿真,分析了控制算法对座椅弹射高度的影响,比较了该座椅与俄罗斯K36D-3.5A座椅和美国ACES II座椅在最低安全高度上的差异,并按国军标1800A-2007规定的120种弹射状态进行了该座椅性能与国军标规定值的对比研究。仿真结果表明,基于"H"形火箭包的弹射座椅姿态控制算法能够有效改善低速不利姿态下弹射座椅的救生性能,证明了新算法具有较高的可信性和实用性。     

新型火箭弹射座椅通过鉴定

中国航空工业第一集团公司６１０所自筹资金改型研制的第三代新型火箭弹射座椅，顺利通过了中航第一集团公司组织的专家技术鉴定审查。该型座椅在国内首次采用双破盖枪、伞箱穿盖器和椅盆穿盖器组成的穿盖系统，实现了小舱盖穿盖弹射，不仅保留了基本型座椅性能，并在国内首次实现了救生包自动开包，大大提高了海上救生性能，扩展了乘员重量及救生速度适用范围，为我国第三代火箭弹射椅跻身国际市场创造了极为有利的条件。６１０所在设计、制造、试验、鉴定过程中严格按程序办事，仅用一年零两个月就完成了所有研制工作。试验及适应性试飞考…     

弹射座椅椅载空速感受系统气动修正研究

弹射座椅采用椅背静压采集,由于椅载空速感受系统受到人-椅系统尾流场的影响,弹射过程中气动参数的测量存在误差.通过对某型弹射座椅进行高速和低速风洞试验,基于对试验数据的分析得到了程控器总压和静压感受值随马赫数变化的规律.在此基础上,提出了基于迭代搜寻法的静压修正方法.通过与弹射座椅测压火箭撬滑跑试验测得的结果对比分析,验证了提出的气动修正方法的正确性.该修正方法提高了椅载空速感受系统的测量精度,为该型座椅空速感受系统最终气动修正方案的科学制订提供了理论依据.     

航天与航空

今年我国将发射８颗卫星和１艘飞船定型试验。试验中，当时速达到指标规定的最大速度时，弹射座椅瞬间弹出飞机舱盖升向天空，随即完成人、椅分离后，降落伞带着试验假人安稳地降落地面。其安全着陆时间完全符合设计要求。新型火箭弹射救生系统是我国目前研制的安全救生包线最宽、采用新技术最多、性能最先进的火箭弹射救生系统。该系统的定型试验成功，为我军航空武器装备的发展做出了新的贡献。（W．YH）中国航天科技集团公司总经理张庆伟透露，２００３年是中国航天历史上发射任务最重的一年，将要发射８颗卫星和１艘飞船。将要发射的…     

一种新型航天救生系统的设计

对宇航员紧急救生方案进行了概要的讨论，在比较弹射座椅和救生火箭两种方法的基础上，选择适用于多乘员航天器的救生火箭作为主动飞行段救生方案，文中提出的救生火箭方案采用部分整流罩，减了救生系统质量，提高有效载荷，且对航天器稳定性无影响。     

无人机地面气动弹射系统性能研究

根据无人机地面弹射要求,对目前无人机地面弹射系统的性能进行了系统弹射过程理论分析和研究,并对性能指标进行了对比分析。     

农用车X型悬架座椅的随机振动分析

基于非线性随机振动理论建立了6自由度的"人-椅-路面"非线性振动系统数学模型,利用Matlab软件进行人体加速度响应的分析求解,采用正交回归设计方法优化座椅的各参数,用ISO2631国际标准的振动舒适性曲线进行评价,进一步从理论上分析了X型座椅悬架在随机振动下的乘坐舒适性.     

基于火灾救生椅的设计与应用

从高层建筑消防硬件设施局限性出发,设计了便于发生火灾时应急逃生的救生椅.从总体结构、起降器结构、关键构件取材数据计算、作品创新、实验验证、使用方法等方面介绍了救生椅.该救生椅结构紧凑、使用方便、安全可靠、不占用空间,能达到应急救生的目的.     

物流车座椅减振器双向比对人-椅冲击动力学行为的影响

为探明减振器双向比对人-椅系统冲击动力学行为的影响规律,基于台架试验将座椅减振器阻尼特性简化为非对称分段线性函数,进而创建了人-椅非线性动力学模型及方程,并通过座椅台架试验验证了其有效性.以典型脉冲输入模拟座椅受到的垂向冲击,对不同强度脉冲激励工况、不同减振器双向比情况下的人-椅冲击动力学行为进行数值仿真.结果表明,当座椅减振器双向比大于1时,更有利于衰减驾驶室地板传递到驾乘人员的冲击;而且冲击输入强度越大,座椅减振器双向比大于1时的相对隔振效果越好.     

三通道非同时可控弹射座椅控制通道解耦算法研究

研究了一种基于"H"形火箭包的弹射座椅控制通道解耦算法。介绍了三通道非同时可控约束条件下,基于矛盾方程组求解技术的弹射座椅控制通道解耦算法的设计与实现。在Matlab/Simulink平台上基于4种不同需求的约束条件进行了仿真验证,分析了解耦算法中约束条件及阈值的设定对座椅控制通道解耦效果的影响。仿真结果表明,基于"H"形火箭包的弹射座椅控制通道解耦算法在满足所有约束条件的同时,能够将各控制通道耦合力矩限制到主力矩的10%以下,因此证明了新算法具有较高的可信性和实用性。     

Trajectory Tracking Strategy for Gliding Hypersonic Vehicle with Aileron Stuck at an Unknown Angle

A nonlinear robust trajectory tracking strategy for a gliding hypersonic vehicle with an aileron stuck at an unknown position is presented in this paper. First, the components of translational motion dynamics perpendicular to the velocity are derived, and then a guidance law based on a time-varying sliding mode method is used to realize trajectory tracking. Furthermore, the rotational equations of motion are separated into an actuated subsystem and an unactuated subsystem. And an adaptive time-varying sliding mode attitude controller is proposed based on the actuated subsystem to track the command attitude and the tracking performance and robustness are therefore enhanced. The proposed guidance law and attitude controller make the hypersonic vehicle fly along the reference trajectory even when the aileron is stuck at an unknown angle. Finally, a hypersonic benchmark platform is used to demonstrate the effectiveness of the proposed strategy.     

磁流变阻尼器减振座椅的研究

建立了磁流变减振座椅的数学模型,设计了相应的总体方案.阐明了减振系统的结构及工作原理,并采用模糊控制策略进行控制系统的软、硬件设计,实验结果表明,座椅的动态特性得到明显改善,减振效果良好.     

基于粒子群算法的航天器姿态运动规划

当将万向节的相对转动角速度作为航天器系统姿态运动规划的控制输入变量时,由于航天器系统的控制输入的数目少于系统的自由度数目,系统的姿态运动成为典型的欠驱动非完整系统的运动规划问题,其运动控制问题变得非常复杂。提出了一种应用粒子群算法优化系统姿态运动规划的数值算法。数值仿真结果表明了该方法的有效性。     

Attitude control allocation strategy of high altitude airship based on synthetic performance optimization

This paper presents a method for solving the attitude control problem of high altitude airship (HAA) with aerodynamic fin and vectored thruster control. The algorithm is based on the synthetic optimization of dynamic performance and energy consumption of airship. Firstly, according to the system overall configuration, the dynamic model of HAA was established and the HAA linearized model of longitudinal plane motion was obtained. Secondly, using the classic PID control theory, the HAA attitude control system was designed. Thirdly, through analyzing the dynamic performance of airship with fin or vectored thruster control, the synthetic performance index function with different weighting functions was determined. By means of optimizing the obtained performance index function, the attitude control of high altitude airship with good dynamic performance and low energy consumption was achieved. Finally, attitude control allocation strategy was designed for the airship station keeping at an altitude of 22 km. The simulation experiment proved the validity of the proposed algorithm.     

Micro-Doppler effect testing technique for attitude of projectile in space flight

To measure projectile attitude in space flight,based on continuous wave( CW) radar,a new micro-Doppler effect testing technique is developed in this paper. It also establishes radar testing model for attitude of flying projectile and resolve micro-Doppler effect of projectile motion attitude.By distinguishing and geting attitude parameters such as micro-motion period,this technique can intuitively estimate the flight stability of projectile,and the validity of this technique is proved according to flight tests.     

大口径全焊接球阀双向密封性能研究

运输有毒或可燃性气体的管道泄漏易导致起火、爆炸等灾难性后果。大口径球阀常用于矿山通风或天然气集输管道,球阀的密封性能是设备安全稳定运行的关键指标。文章在高压密封和低压密封工况下对40英寸全焊接球阀的密封结构组件正、反向密封时的密封性能展开研究。结果表明:正、反向密封时,高应力区出现在阀座支撑圈上,最大等效应力小于屈服强度;阀座密封圈的高应力和最大变形均出现在与阀座支撑圈接触的2个尖角位置。高压密封时,阀座与球体接触区域的接触压力均大于介质压力,满足密封要求。相比于高压密封工况,低压密封时阀座与球体的接触区域明显减小,需确保介质工作压力大于设计压力,防止过低的介质压力降低其密封性能。该研究可为大口径球阀密封压力范围的确定提供参考,为大口径球阀双向密封性能分析提供研究方法。     

工程车辆座椅减振环节模型探讨

分析和讨论了几种不同结构的座椅减振模型,并用某工程车辆的基本数据进行座椅的结构参数优化计算。结果表明,这几种结构模型均取得了较好的减振效果,即良好的乘坐舒适性,为工程车辆驾驶座椅的设计提供了有益的参考。     

客车侧翻乘员防护座椅系统

为提高客车侧翻事故中对乘员的保护能力,减少或避免乘员损伤,根据客车侧翻中乘员的运动状态、损伤机理和损伤程度评价,提出了具有主动倾斜约束的ARS(active-tilting restraint system)安全座椅系统.结合ECE R66法规,建立了车身段结构-约束系统-乘员组合有限元模型,计算分析了客车侧翻时座椅约束系统对乘员不同运动行为状态下的乘员损伤和防护作用.与原座椅系统的对比分析可知,ARS座椅在客车侧翻时有效地约束了乘员的运动轨迹确保其在生存空间内,避免了被撞击侧乘员超出生存空间而受到损伤,且乘员的头部和胸部等损伤指标HIC(head injury criteria)和TTI(thoracic trauma index)均得到有效改善.研究结果表明:ARS座椅在客车侧翻中施加相对于翻转运动的回正作用能有效保证乘员的生存空间,同时经约束客车乘员的运动状态提高了其损伤防护能力.     

先验信息辅助的运动模糊星图星点提取方法

星敏感器处于高动态环境时所拍摄的星图会出现运动模糊现象,这将会严重影响星敏感器的星点提取精度.针对上述问题,提出了一种基于先验信息直接对高动态环境下的运动模糊星图进行星点提取的方法.首先,利用惯性导航系统和星敏感器的姿态先验信息预测当前运动模糊星图上的星点粗略坐标,将其作为“种子”点进行局部区域生长而获得运动模糊星图上的星像范围;然后,基于惯性导航系统的角速度输出估算星像运动轨迹长度并利用质心法计算星点坐标,根据星像运动轨迹长度与质心法提取误差之间的关系建立运动模糊星图星点提取误差修正模型;最后,基于上述模型对星点坐标进行修正,得到精度较高的运动模糊星图星点坐标. 仿真结果表明,相比于先对运动模糊星图进行复原再提取星点坐标的方法,本方法不仅能保证高动态环境下星敏感器的星点提取精度和较好的抗噪性能,同时还能大大减少星敏感器对运动模糊星图的处理时间,这有助于保证星敏感器的数据更新率不受高动态环境太大影响.     

递推批量MGM(1,N)模型在滑行艇运动姿态预报中的应用

为了设计出有效的滑行艇的自动控制系统,需要建立预测模型对其运动姿态进行实时的、精确的预报.分析利用MGM(1,N)模型对滑行艇运动姿态进行预报的适用性.同时,针对滑行艇运动姿态数据的特点和预报的实时性要求,提出了新采集了一批数据之后,计算模型的参数矩阵的递推公式.利用该公式可以在提高预测精度、延长预测时间的同时,不会显著的增加计算量.数值仿真试验的结果表明,将批量递推MGM(1,N)模型应用于滑行运动姿态预报是可行的,并且具有非常高的预测精度.