基于神经网络预测的微型直升机偏航控制模型

为更好地设计微型直升机的控制系统,必须建立其动力学模型.以微型直升机偏航控制为例,由于微型直升机复杂的动力学特性以及直升机微型化后的特殊性,用传统建模方法很难建立出令人满意的模型.基于神经网络的预测功能,将实验系统获得的数据作为训练样本,可得到神经网络预测模型.该模型可根据当前的控制指令和偏航角度预测出下一时刻直升机的偏航角度,从而为设计直升机控制系统提供依据.     

规则形貌作用下非牛顿流体润滑的数值分析

利用Navier-Stockes方程和有限体积法,求解斜面滑块润滑模型的承载力和摩擦力,研究形貌高度较大时,表面形貌影响下非牛顿介质的润滑效果,获得用传统的包含表面形貌统计模型的雷诺方程方法难以获得的流场的细节信息。数值结果显示：在规则横向条纹形貌的作用下,形貌突变处出现压力突变;当形貌高度大于1%油膜厚度时才对润滑结果有较大影响,承载力和压差阻力随形貌高度的增加而增加,摩擦阻力随之下降,总阻力基本保持不变;当形貌高度大于油膜厚度的10% 时,摩擦阻力随之上升,总阻力迅速增加。非牛顿介质幂律模型参数对润滑结果的影响远大于形貌参数的影响,但其并不影响承载力等结果随形貌高度变化的趋势,选择合适的润滑材料参数是改善润滑的关键因素。     

单片机在微型飞行器增稳系统中的应用

增稳系统在微型飞行器的控制系统中起到非常重要的作用。微型飞行器的增稳系统除了要实现增稳算法外,还要求系统的体积小、重量轻。数字式的增稳系统能很好地满足这些要求。数字式增稳系统的构成主要是片机和外围电路,而最简单的数字控制系统可以只用一片单片机实现,这将极在地减小数字系统的体积和重量,而且便于增稳系统算法的选择和调试,对于微型飞行器的设计有极其重要的意义。     

微型飞行器测控系统总线方式的选择和应用

随着微型飞行器测控系统的发展,其功能模块多由IC芯片实现。采用何种总线方式实现功能模块间的连接和协作将极大地影响测控系统的布局和器件的选择。在选择测控系统的总线时,一方面要保障系统的性能,另一方面要结合微型飞行器本身的特点。对于不同硬件基础的测控系统,其总线的设计过程和要解决的关键问题是不同的。分别以基于单片机系统和芯片系统的测控电路为例,说明不同总线在测控系统中的应用。     

液体中空泡收缩过程的数值研究

材料在液体中的空蚀破坏程度会因为液体环境的改变而大相径庭,而液体中空泡的生长、溃灭是造成材料空蚀破坏最根本的原因。为了研究液体环境对空泡运动过程的影响,利用有限差分法计算空泡在不同液体环境中的收缩过程,对不同液体黏性、表面张力条件下不同尺寸空泡的收缩过程进行了分析。计算结果表明:液体黏性会减缓空泡收缩过程中的脉动现象,且黏性越大,空泡收缩过程中脉动现象所持续的时间越短,脉动幅度也越小;表面张力越大,空泡收缩稳定后的半径也越大,且表面张力在空泡收缩过程中表现出的对空泡泡壁的加速效应会增大空泡的脉动频率。与前人的研究相比,研究还发现:在同样的液体环境中,随着空泡初始半径的减小,空泡在收缩过程中呈现出的脉动现象所持续的时间会越来越短,而最终稳定后的量纲一半径则会越来越大,即空泡在收缩过程中被压缩的比例越来越小。计算结果为理解液体中空泡的溃灭行为和由此引起的空蚀破坏提供了理论依据。     

添加碳纳米管的液体石蜡油流变特性的研究

为分析添加碳纳米管的润滑油流变和润滑特性,在液体石蜡油中加入碳纳米管作为添加剂,形成的润滑介质在HAAKE—RV20旋转流变仪上进行了流变试验。实验结果表明,添加了碳纳米管的液体石蜡的初始粘度增大,并随着剪切速率的提高而下降,表现出明显的剪切稀化效应。为解释实验结果,推导了二阶传递函数模型表示含碳纳米管石蜡油的非牛顿流体本构关系,并分析了非牛顿流体的动态特性对润滑介质特性的影响。     

非牛顿介质中图形化表面对减阻效果的影响

为研究图形化表面在非牛顿介质中对减阻效果的影响,在微摩擦试验机(UMT)上进行了销盘润滑实验。实验中在硅片的表面刻蚀了纵向和横向2种沟槽以形成不同的表面图形。实验表明,与光滑表面相比,当剪切速率处于牛顿流动区时,沟槽具有一定的减阻效果;而当剪切速率处于剪切稀化区时,沟槽表面的阻力上升;并且横向沟槽表面的阻力总是大于纵向沟槽表面的阻力。流体数值计算的结果表明,横向沟槽侧壁的压差阻力和纵向沟槽侧壁的粘性阻力无法完全补偿沟槽底面上的阻力损失,因而产生了减阻效果。     

动载荷下径向轴承的非牛顿介质润滑

为分析动载荷条件下非牛顿介质的流变特性对径向轴承润滑效果的影响，推导了相应的雷诺方程。在方程中用差分粘度和第一正应力差函数表征非牛顿介质的流变特性，用挤压项表示动载荷作用。轴承润滑的数值计算结果表明，差分粘度的变化是影响承载力的主要因素，它取决于非牛顿介质的动态参数和剪切频率范围，使得非牛顿介质润滑的承载力并不总是高于或低于牛顿介质。在动载荷条件下，第一正应力差效应明显增强了油膜压力和承载力，并对轴心轨迹产生影响。     

HMR3000数字罗盘在微型飞行器中的应用

HMR30 0 0数字罗盘体积小 ,质量轻 ,并能输出飞行器俯仰、航向、滚转三个方向上的姿态数据 ,因而能满足微型飞行器飞行控制系统设计的要求。但是HMR30 0 0的输出数据并不能直接为控制系统所用 ,必须设计接口电路 ,使数字罗盘的输出能配合微型飞行器控制系统的工作 ,并可作为在微型控制系统中使用串行异步通信数据的参考方法     

微型飞行器测控系统的研究现状和发展

微型飞行器测控系统的设计方法是随着微型飞行器的发展而不断变化的。目前对微型飞行器测控系统的研究主要集中在硬件的选择和布局，信号的处理和数据传输3个方面，这也是不同微型飞行器测控系统的特色所在，随着芯片技术和微机电系统的发展，微型飞行器测控系统将逐步集成为芯片系统，其关键技术涉及到微控制器，微传感器和微执行器的设计和制造，以及信号融合等智能化的信息处理技术。