飞机机械操纵系统建模

本文综合利用了多自由度系统的模态分析方法、模型解耦及降阶方法、非线性系统数字仿真方法、系统辨识与参数估计技术及各种合理的计算方法,提出了杆系基本固有频率的工程计算方法、建立了杆系系统非线性近似模型、分析了系统的动态特性、最后给出了杆系系统的等效线性模型并讨论了各种主要参数和操纵品质之间的关系。 本文的模型解耦部分得到空测报告的证明、等效线性模型结构在某型操纵系统试验中得到证实。本文所讨论的分析方法适用于一般多自由度机械系统的动态研究。     

参数不确定空间机械臂系统的增广自适应控制

讨论了载体位置与姿态均不受控制的漂浮基两杆空间机械臂系统的控制问题,为此对系统的运动学、动力学作了分析。结果表明 :结合系统动量守恒及动量矩守恒关系得到的系统广义Jacobi关系、以及系统的动力学方程将为系统惯性参数的非线性函数。证明了借助于增广变量法可以将增广广义Jacobi矩阵以及系统动力学方程表示为一组适当选择的惯性参数的线性函数。在此基础上,给出了系统参数未知时,空间机械臂末端抓手跟踪惯性空间期望轨迹的增广自适应控制方案。通过仿真运算,证实了方法的有效性。     

非线性谐波法在叶轮机械非定常计算中的应用

非线性谐波法(NLH)进行叶轮机械非定常计算,具有占用资源少、计算时间短等优点,本文探讨了该方法在叶轮机械三维瞬态非定常流场计算中的应用。采用非线性谐波法和传统双时间步法对跨风速风扇和液力涡轮分别进行非定常计算分析。分析表明,在相同计算机硬件条件下,两种方法达到相同的计算精度,非线性谐波法可节省40%的计算时间。探讨了关键参数谐波阶次对计算精度的影响,结果表明,对于高雷诺数进口条件下的跨风速风扇采用三阶谐波逼近即可达到与传统双时间步法相当的计算精度;对于低雷诺数进口条件下的不可压缩液力涡轮,采用二阶谐波逼近即可达到与双时间步法相当的计算精度。     

基于混合规划策略的自由漂浮冗余机械臂减振运动规划(英文)

对自由漂浮柔性冗余机械臂系统的减振运动规划问题进行研究。首先,采用拉格朗日方法建立系统的动力学模型,并给出了减振运动规划的模型。其次,提出一种基于高斯伪谱法与直接打靶法的混合规划策略,用于求解运动规划问题。先利用高斯伪谱法将运动规划问题转化为一个非线性参数优化问题,并用遗传算法确定近似解,随后利用直接打靶法建立优化模型,将得到的近似解作为优化变量的初值,并采用序列二次规划算法求得精确解。最后,对算例进行分析,验证了基于混合规划策略得到的关节运动轨迹能够明显减小柔性臂杆的全局振动以及残余振动。数值计算的结果表明该方法对减振运动规划问题的求解是有效且稳定的。     

叶轮机械中的非定常流动

本文是一篇综合性的专题论文。主要是从理论与工程实践方面对定常流动，非定常流动与非定常气动力学的概念，定义，工程现象及分类等问题进行论述，用较大篇幅对叶轮机械中的非定常流动的分类，本质属性，特点，关键参数，不利影响以及抑制措施进行了重点分析。     

求解叶轮机械三维粘性可压流的初步研究

给出了用“参数多项式方法”求解叶轮机械三维粘性可压缩流的基本思路、方程和方法，采用圆柱坐标系下的三次参数多项式。中还应用此方法以一个透平和一个压气机叶片为例计算了三维粘性流场。     

大跨度悬索桥静风失稳形态及机理研究

基于MSC.MARC和PYTHON脚本语言在综合考虑静风荷载非线性和结构几何非线性影响的基础上,利用风荷载增量与双重迭代(结构几何非线性收敛迭代和风荷载三分力系数收敛迭代)相结合的方法,对大跨度悬索桥空气静力行为和失稳全过程进行了分析.通过分别加大三分力系数中某个分量的方式,揭示了气动力系数对静风稳定性的影响,讨论了不同初始攻角下大跨度悬索桥梁静风失稳的发展路径,并对比分析了静风稳定线性和非线性两种计算方法的差异.     

机械合金化技术的航空材料生产中的应用

本文简要介绍了机械合金化技术制备新材料的原理及其在航空工业中的应用与发展前景。对机械合金化弥散强化镍基超合金，铁基合金，铝基合金，钛基合金等在航空中应用及发展，均做了概要介绍。     

基于迭代滑模的机械臂控制策略

针对机械臂这类非线性的不确定性系统,基于迭代学习控制与滑模控制策略,提出了一种有效的迭代滑模控制方法。该控制方法通过将滑模控制律引入到迭代学习控制中,并运用Lyapunov理论对控制律进行证明,从而确保系统的稳定性。基于拉格朗日力学法建立动力学模型,得到相对简化的n关节机械臂模型。以一个二关节机械臂为例,通过MATLAB仿真验证所提控制策略可有效提高关节的跟踪速度与跟踪精度,并且在一定程度上可减缓传统滑模控制的抖振现象,与传统迭代学习控制相比,系统具有鲁棒性。物理试验验证了所提控制策略的有效性。     

某驾驶员操纵装置非线性问题解决方案

某型飞行模拟器在进行驾驶员操纵装置静态特性测试过程中,发现其纵向、横向的杆力——杆位移曲线呈非线性变化,与理论的线性梯度曲线不符。本文通过LMS Virtual.Lab软件对相关对象进行了仿真分析,找到了出现非线性问题的原因,提出了可行性的解决方案,并对其方案进行了仿真验证。     

传力杆松动对设接缝砼道面响应的影响

本文研究了传力杆松动对设接缝砼道面结构响应的影响。介绍了刚性道面系统三雏有限元分析中，采用方型梁单元嵌入基础模拟传力杆松动的技术。嵌入式单元能够有效地利用节点接触法模拟传力杆的松动。传力杆准确地固定，而不考虑板块的网格线。嵌入式弯曲单元广义上包括了一般的粘一滑定律(bond-slip 1aw)，为研究夹在传力杆和板块之间的文克勒基础(即杆和板之间有Dense liguid)的具体实例提供了方法。根据设接缝刚性道面对双轴、综合轴以及温度荷载的响应，分析了传力杆松动的重要性，得出了参数研究的结果。这些研究表明传力杆和板块之间的任何小间隙(≤0．24mm)都能极大地增加板块和土基两者之间的应力。同时也研究了模拟因传力杆松动而产生的非线性荷载传递的重要性，从中得出当存在着传力杆的松动时应慎用由回归计算的，等效的传力杆支承模量值。     

飞机力提示智能侧杆控制器设计方法

与传统侧杆控制器的作用不同,带力提示的智能侧杆控制器的附加功能是减缓和预防飞机在故障或边界状态下的人机不良耦合,以提高飞行安全性。飞机在故障或边界状态下,具有明显的飞行动力学特性突变的特点,飞机动力学特性突变会引起驾驶员操纵策略的变化。针对这些特点,研究其侧杆控制器设计的理论方法。通过分析飞机动力学特性突变引起的系统时变非线性及其在力提示下的驾驶员行为特点,建立了智能侧杆引导的人机系统模型。在此基础上,基于时变系统的频谱分析和人机系统的品质评价准则,提出了带力提示的智能侧杆控制器设计方法,并给出了详细的设计步骤。通过对飞机故障状态下的仿真,解释了力提示智能侧杆控制器减缓人机不良耦合的机理。仿真结果表明智能侧杆控制器在提高驾驶员控制精度的同时,减缓了人机不良耦合的趋势,从而验证了提出的设计方法的可行性和有效性。     

轮荷载作用下机场刚性道面横向接缝的非线性响应

本文介绍了轮荷载作用下机场刚性道面横向接缝的响应，其内容包括：当传力杆为弹一塑性材料，并把混凝土模拟成粘－弹－塑性（elastoviscoplastic)材料时，道面接缝所表现出的线性和非线性特性。研究假设道面板置于开尔文地基之上，并且板与地基之间紧密相贴，把土壤的刚度看作是地基反应模量的一个参数；胎压的静力效应看作是一个突然施加，而后在一个较长时间里作用在道面上的持续脉冲，现已开发研究出了一套完整的三维有限元程序软件包（包括：六面体单元，梁－柱单元，弹簧单元等）。使用纽马克逐步预报一修正隐式算法（Ｎewmark's stepby-step predictor-corrector implicit alorithm)，用已有的求解动力平衡方程试验结果对该程序进行了验证，并在其后用该程序计算了与传力杆束（dowel group)的剪力分布有关的其它问题，以及荷载通过传力杆从加载板传递到未加载板时的荷载传递率等。     

某机副翼操纵系统非线性六杆机构计算机综合的研究

本文对某机副翼操纵系统中的一个关键性机构——非线性六杆机构的计算机综合进行了研究。建立了计算机综合的轨迹方程式,利用计算机进行了实例综合,并对改进该机构的性能作了初步的探讨。     

提高飞机结构安全性与经济性的新对策——ICMS技术对保证飞机结构安全与经济使用的重大作用

飞机结构的飞行安全与经济使用的矛盾迄今仍是一类未能从根本上解决的世界性难题。作者通过飞机结构损伤研究发展历史的回顾，列举了近20年来国内外飞机结构发生的典型严重损伤与空中解体事故，总结指出：飞机结构的非线性损伤今后一个时期对飞行安全与经济使用所造成的威胁会更加严重。本文通过对飞机结构损伤复杂性的深刻认识，揭示了飞机结构损伤“非线性”的特点。在此基础上，     

输入-输出非线性反馈线性化方法在硬式空中加油控制系统设计中的应用

 通过对硬式空中加油技术的研究,建立了硬式加油伸缩杆数学模型,结果表明该伸缩杆系统为一个多输入-多输出(MIMO)、耦合、非线性系统。这样解耦控制就成为系统设计的关键。当系统满足可解耦条件时,采用一种基于输入-输出(I/O)非线性反馈线性化的微分几何方法,输出与等效新输入之间呈现线性微分方程关系,选择合适的反馈形式可使伸缩杆的姿态控制解耦。解耦后,伸缩杆就可分解为俯仰和滚转方向两个相互独立的单输入-单输出(SISO)线性子系统。在MATLAB中建立了伸缩杆及其解耦模型,并进行了仿真研究。结果表明该解耦方法很好地消除了系统间的耦合作用,能够满足工程设计的需要。     

机械零位对中反应时间对称问题的试验分析

本文通过某型号舵机舱的例行点火试验失败后，进行了反反复复的攻关排故试验，从而得出机械零位对中，反应时间对称的结论，对此本文进行了深入细致可信的试验分析的论述，并且在后序五个批次生产实践中得到充分的验证。     

基于多尺度方法的含基体裂纹纤维增强陶瓷基复合材料杆动力学响应计算(英文)

提出了一种用于模拟带基体裂纹损伤的陶瓷基复合材料(CMC)杆动力学响应的多尺度方法。在宏观尺度采用有限元法模拟CMC杆的动力学响应。在细观尺度,采用多尺度力学模型计算材料的应力应变响应。建立了分布式计算系统加速模拟过程。通过算例分析计算了Nicalon/CAS-Ⅱ杆在轴向简谐载荷下的动力学响应。结果表明CMC在拉伸和压缩载荷下的应力应变响应都表现出明显的非线性特征。这导致CMC杆在简谐载荷作用下的动力学响应与弹性杆不同:(1)CMC杆的位移响应不再关于u=0对称;(2)由于非线性阻尼的作用,当外载荷频率达到一阶固有频率时,如果外载荷的幅值不是太大,CMC杆的位移响应被限制在一定的范围内,而不产生发散;(3)减小基体裂纹间距会增加杆的位移响应幅值。     

双复合平行四杆机构的研究

对柔性铰链机构中导向部分所用的平行四杆机构、复合平行四杆机构、双复合平行四杆机构在静刚度、非线性度等方面进行了对比,着重对双复合平行四杆机构进行相关的参数分析和有限元计算。设计相关实验,验证了双复合平行四杆机构有很好的传动特性。     

机械合金化技术在航空材料生产中的应用

本文简要介绍了机械合金化技术制备新材料的原理及其在航空工业中的应用与发展前景。对机械合金化弥散强化镍基起合金、铁基合金、铝基合金、钛基合金等在航空中应用及发展，均做了概要介绍。