狙击步枪新型电动击发装置设计与分析

针对狙击步枪手动击发对瞄准线的扰动以及响应速度慢等不足,提出一种新型嵌入握把内部的电动击发装置,分析其工作原理,建立电击发装置的参数化模型,并对该电击发装置进行了仿真分析与实验测试。结果表明：该电动击发装置能够实现发射机电控击发,其对瞄准线方位方向的扰动幅度降为手动击发的1/5,可有效降低击发对瞄准线的扰动,提高射击精度;响应时间约为35 ms,远快于手动击发速度,提高了狙击步枪击发的响应速度,有助于准确把握击发时机。     

精密光路偏转及焦距调整机构的发展

介绍了压电陶瓷和音圈电机在精密光路偏转和焦距调整机构的原理和发展状况;分析了偏转与调焦机构的主要结构形式、驱动特点及其在精密偏转与调焦机构中的应用前景;指出了需要进一步开展研究的关键技术.     

基于最优小波包理论陀螺信号处理方法

小波变换具有良好的时频率局部化特性,基于小波变换的陀螺信号消噪方法在实际应用中取得了较好的效果.小波包具有比小波更为细致的时频划分能力,因而具有更强的时频局部化特性.笔者将基于Shanon-weaker熵准则的最优小波包基应用于陀螺信号的去噪,并给出了去噪算法.此外,还将CS-ARS微机械陀螺的实测数据在MATLAB中进行了数值仿真,仿真结果表明,本文所介绍方法对陀螺信号的去噪效果优于小波变换方法,具有广泛的应用前景.     

两轴陀螺稳定系统中陀螺安装的几种方法

两轴陀螺稳定是移动作战平台保持瞄准具、火炮、雷达或通信天线等稳定常采用的一种方式。陀螺安装的方式不同,则载体姿态的角速度补偿量也不同。从稳定和测姿原理上建立了系统的数学模型,归纳出陀螺安装三种不同方法。通过移动载体卫星电视接收系统实例说明了安装方法的应用。     

基于EBE策略实现结构动力响应的并行计算

基于EBE(Element by Element)策略的并行算法不用形成总体刚度矩阵,而且无需进行三维模型的区域分解,从而提高并行计算的速度和效率,是实现结构动力响应快速分析的有效途径。采用Newmark法,结合EBE并行算法和Jacobi预处理技术实现结构动力方程的并行计算。在此基础上,利用虚拟激励方法实现结构随机振动的并行计算。最后在网络集群环境下,综合运用多种编程语言和分析工具,应用该并行算法对三维零件的冲击响应以及随机振动进行仿真计算,并与Ansys、精细时程积分法的相比较。结果表明,该并行算法的计算误差小,并行效率较高,适用于工程计算。     

基于多体系统运动学理论的三轴转台装配误差建模分析

作为造成三轴转台最终误差主要的系统误差源,装配误差在装配过程中难以避免。本文应用多体系统运动学误差理论和齐次变换推导了考虑装配误差影响的三轴转台最终误差公式。通过仿真比较了各误差项对三轴转台定向及定位精度的影响,探讨了三轴转台有误差的运动规律,为误差指标的分配、误差概率设计和最终误差的分离奠定了基础。     

机电联合建模在直驱伺服系统设计中的应用

为了缩短直驱伺服系统设计周期,并保证所设计的系统的性能满足设计指标要求,提出了一种直驱伺服系统机电联合建模方法。以典型的直驱伺服系统为例,叙述了该建模方法的实现过程。建立了直驱伺服系统的动力学理论模型和基于Recurdyn和Matlab的机电联合仿真模型,在不同条件下对机电联合仿真模型进行了时域和频域仿真分析,并对仿真结果与系统实际测试结果进行了对比。结果表明：系统开环时域与频域仿真结果与实验结果基本吻合,幅频匹配度大于83%,相频匹配度大于73%,时域匹配度大于89%。得到的结果验证了提出方法的有效性和正确性,表明利用该方法可在设计过程中对设计方案进行性能预测,提高设计效率。     

基于数字孪生模型的直驱部件高精度控制方法

直驱部件以结构紧凑、失动量小和无间隙传动的优势在高档数控机床、航空航天精密伺服机构等重大装备中得到了广泛应用.直驱部件的伺服控制精度和动态响应特性是伺服系统的重要指标,针对负载惯量摄动和装配特性的变化造成系统伺服性能的下降甚至失稳的现象,提出一种基于数字孪生模型的复合控制方法,以物理实体数据驱动数字孪生模型参数同步,以数字孪生模型优化物理实体的伺服控制参数.首先提取了直驱系统的关键特征参数,用集总参数模型描述线性环节,用非线性参数模型描述非线性特征,建立了直驱部件的虚拟物理模型;采集物理实体状态数据,提出了基于递推增广最小二乘算法的数字孪生模型参数更新方法,实现了模型特征的自适应同步;利用同步参数优化系统控制参数,提出了指标约束下的速度控制器和扩张状态卡尔曼滤波器设计方法,形成了数字孪生驱动的复合控制策略.实验表明,提出的方法具有更好的抵抗惯量摄动能力,模型同步算法能准确快速地辨识直驱系统的惯量变化;相对传统方法,跟随20°/s&1 Hz正弦信号的速度残差均方根由5.88°/s减少为1.76°/s,优化了70％;阶跃响应过程的调整时间始终满足设计指标0.1s,实际响应曲线与理论响应曲线的Pearson相关系数由0.957提高到了0.993.研究成果为进一步细化数字孪生模型颗粒度和推进数字孪生模型在运动控制中的应用提供参考.     

动力调谐陀螺再平衡回路数字化的研究与实现

为克服模拟再平衡回路时由控制补偿和温度补偿引起的各种问题,研究了动力调谐陀螺仪再平衡回路的数字化设计和实现方法。采用基于DSP的SVPWM数字化方法设计了频率可调的高精度三相逆变电源,解决了传统陀螺电机电源频率调整困难、相位稳定性低、效率低等问题;基于dSPACE半实物仿真系统设计了双输入双输出频率特性分析仪,辨识出数字再平衡回路的开环离散传递函数矩阵;利用矩阵求逆法与经典控制器设计方法设计了数字解耦合校正环节,使陀螺系统能够获得更好的动态性能。实验结果表明:所设计的陀螺电机电源频率稳定性优于±1.5×10^－6,波形失真度＜5%,满足陀螺使用要求;控制后的锁定回路带宽＞70Hz,阶跃响应超调量＜5%,上升时间＜5ms,输入信号频率为10Hz时,两轴交叉耦合＜1%。在保证稳定裕度的前提下,实现了比模拟再平衡回路更好的系统动态性能,为深入研究现代控制方法在动调陀螺再平衡回路中的应用奠定了基础。     

数字式机载光电伺服系统的实现

采用基于DSP和CPLD的数字化伺服控制技术解决光电传感器的机载应用问题:隔离机体的高频振动并随动于驾驶员头盔.利用TMS320LF2407的强大数字处理能力和丰富的外围接口实现伺服系统位置环、速度环和电流环的数字控制,将陀螺模拟信号经V/F转换成10 kHz～90 kHz的频率信号,采用Lattice LC4512V的10M基频对的频率信号计数成16位数字信号,实现陀螺与DSP的无缝高速连接.试验结果表明数字伺服系统达到了较高的控制精度,能满足光电传感器的机载使用要求.