旋转倒立摆的神经网络控制

本文针对一种新型的倒立摆系统,设计了一个四输入单输出三层BP网络,并对一级旋转倒立摆控制器进行逼近.仿真结果表明,BP神经网络有很广阔的应用领域.     

基于混沌搜索的三级倒立摆LQ控制器设计

研究利用混沌优化的LQ控制方法对三级倒立摆系统进行闭环控制.首先将混沌变量引入LQ控制器的权矩阵参数域,并进行全局范围内直接寻优,当获得全局近似最优解后,再缩小寻优区间,在次优解附近继续寻优,得到全局最优权矩阵参数.仿真结果表明了该方法的有效性和具有良好的抗干扰能力.     

固体火箭发动机地面试验喷管摆角测试方法研究

主要介绍QC小组在固体火箭发动机地面试验喷管摆角测试方法研究活动中,按照PDCA循环的基本方法,采用创新的技术及合理的软硬件设计,建立了发动机地面试验喷管摆角测试新方法,解决了传动机构间隙对摆角测试精度的影响,提高了发动机地面试验喷管摆角测试精度。     

结合面阵成像的摆镜扫描系统设计研究

为实现低轨卫星对地面热点区域快速、大范围的成像侦查,对面阵成像摆镜扫描系统的设计进行了研究。基于反射镜摆动扫描展宽相机视场的原理,根据卫星轨道高度、地面分辨率,确定扫描系统采用阶梯式的步进扫描,要求摆镜快速摆动快速稳定。给出了摆镜扫描系统的组成、技术指标和构型,采用TRUM-60旋转行波超声电机作为驱动电机。对设计的摆镜系统建立虚拟样机模型进行仿真,设计的摆镜模态满足系统使用要求。用ADAMS软件对摆镜系统进行动力学仿真分析,摆镜单步运动满足50ms快速摆动、50ms快速停止稳定成像的要求;1个运动周期内摆镜的运动状况与设计要求一致,前1 000 ms内完成10次快摆快稳的步进扫描,回程用时少于200ms,完成1行扫描的时间充裕。设计的摆镜扫描系统能完成面阵扫描,实现宽幅成像。     

火箭摆杆模拟加载试验技术研究

针对火箭摆杆使用时的工作状态,分析模拟加载试验的难点,提出载荷的铺设、安装和试验改进方案,并设计出工艺装备。通过对摆杆、工艺装备等建模和有限元分析,实现了摆杆的模拟加载试验。对该项试验进行技术研究,保证了产品的质量和使用要求,并为今后大型摆杆的研制提供了实践使用依据和技术借鉴。     

石英摆片成形工艺研究

介绍了石英摆片磨料喷射加工、超声波加工等成形工艺，并在此基础上，提出了用ＣＷ ＣＯ２ 激光器切割石英摆片的新方法，给出了石英摆片激光切割的主要切割参数，并对使用不同成形切割方法切割石英摆片的切割质量，进行了比较和分析。     

一种应用于控制系统半实物仿真的数字式摆角采集系统的设计与实现

针对飞行器控制系统半实物仿真试验中,原有伺服机构摆角采集系统模拟量输出干扰大的问题,设计实现了一种数字式摆角采集系统。数字式摆角采集系统采用光电码盘传感器,传感器输出的是数字量,解决了干扰大的问题。数字化伺服机构摆角采集系统主要包括光电码盘传感器、码盘数据采集板卡、摆角采集计算机及通信线缆等部分。其中,码盘数据采集板卡通过FPGA编程实现EnDat通信功能,按照EnDat协议与光电码盘传感器连接,实时采集和处理传感器信息。通过试验结果表明,该系统能够快速上传摆角采集值,提高了采集精度,具有良好的实时性。     

燃气摆阀作动频率对燃烧室动态影响的数值研究与验证

为研究燃气摆阀作动对固体火箭发动机动态响应的影响,通过数值仿真,计算燃气摆阀以不同频率作动时,燃烧室压强和燃气流量的动态响应,并与试验数据进行了对比。研究表明,摆阀周期性作动,会造成燃烧室稳态压强、稳态流量相比不作动时降低,且其数值随着摆阀作动在稳态值上下波动;燃气摆阀作动频率越高,参数波动幅度越小、稳态压强下降越多;稳态压强的数值与周期平均喉面相关。     

超音速分离线喷管内流场数值模拟

采用数值方法求解超音速分离线(SSSL)喷管内流场,研究了不同摆角对喷管流场分布的影响,对比分析超音速分离线与亚音速分离线喷管的轴向推力、径向推力及偏转放大因子随喷管摆角的变化规律,为超音速分离线喷管的设计研究提供理论参考。计算结果表明,摆动对超音速分离线喷管内流场影响显著,随着摆角的增大,内流场的非对称性和激波强度均增加;在相同摆管的轴向力分力略有减小,而径向分力则呈现增大的趋势;超音速分离线喷管与亚音速分离线喷管的径向分力比值,即偏转放大因子则随喷管摆角呈先增大、后减小的变化规律,本算例中的最佳放大因子1.36,对应的喷管摆角为2.5°;另外,随着摆角增大,超音速分离线喷管内流场Al2O3粒子分布的非对称特性也逐渐加强,活动体小端局部范围粒子浓度显著增大。     

空间相机摆扫成像建模及摆镜角速度残差分析

为实现大视场成像技术指标,通过对比空间相机推扫与摆扫成像方式的视场,提出了摆扫成像方式。然后以齐次坐标变换为基础,用矩阵分析方法将其与摆镜转动矩阵结合,建立了摆扫成像像移匹配模型。在假定轨道高度为1 200km,像元尺寸为8.75μm,三片96×4 096 TDICCD拼接下的焦平面进行模拟仿真,经计算得出,在摆镜角速度为0.6(°)/s时,摆镜对飞行器的反向动量产生的角速度仅为0.000 1(°)/s,不及横滚角速度的1/10。最后通过对影响像移速度的参量进行误差分配,应用蒙特卡洛法进行误差综合,仿真结果表明:当摆镜角速度误差不大于0.000 3(°)/s时,MTF0.95,对成像品质基本无影响。仿真结果与理论分析相符合,对工程有一定的意义。     

Stability and bifurcations of relative equilibria of a pendulum suspended on the equator

The problem of equilibria of a pendulum suspended at an equatorial point relative to the rotating Earth is considered. An altitude is determined at which the degree of instability of the inverted pendulum changes from two to unity. Relative equilibria are investigated that bifurcate from the radial one when its degree of instability changes. Their stability properties are studied.     

充油式挠性摆式加速度计中气泡故障的判断

分析了气泡作用于充油式挠性摆加速度计摆不同位置时输出变化的机理。讨论并分析了气泡引起的输出减小、故障单向出现、故障输出数据随通电时间增长而趋于正常，以及倒置摆放测试故障消失等特征及其原因。并与其他主要误差源的输出特征进行了比较，据此归纳了快速有效判断气泡的标准。     

导弹质量特性测量装置设计

设计了一种导弹质量、质心、转动惯量一体化测量设备，可在同一台设备设计上完成导弹质量、轴向和径向质心、俯仰偏航方向的转动惯量测量。该装置主要由测试平台、活动支架、沿导弹纵轴滑动的精确定位机构、三个测力传感器和一个倒扭摆机构组成。了该装置质量特性测量方法，定量分析了测量误差，并总结了此类装置设计的几个关键问题。     

Invariant aspects of human locomotion in different gravitational environments.

Previous literature showed that walking gait follows the same mechanical paradigm, i.e. the straight/inverted pendulum, regardless the body size, the number of legs, and the amount of gravity acceleration. The Froude number, a dimensionless parameter originally designed to normalize the same (pendulum-like) motion in differently sized subjects, proved to be useful also in the comparison, within the same subject, of walking in heterogravity. In this paper the theory of dynamic similarity is tested by comparing the predictive power of the Froude number in terms of walking speed to previously published data on walking in hypogravity simulators. It is concluded that the Froude number is a good first predictor of the optimal walking speed and of the transition speed between walking and running in different gravitational conditions. According to the Froude number a dynamically similar walking speed on another planet can be calculated as [formula: see text] where V(Earth) is the reference speed on Earth.     

On plane oscillations of a pendulum with variable length suspended on the surface of a planet’s satellite

The problem of planar oscillations of a pendulum with variable length suspended on the Moon’s surface is considered. It is assumed that the Earth and Moon (or, in the general case, a planet and its satellite, or an asteroid and a spacecraft) revolve around the common center of mass in unperturbed elliptical Keplerian orbits. We discuss how the change in length of a pendulum can be used to compensate its oscillations. We wrote equations of motion, indicated a rule for the change in length of a pendulum, at which it has equilibrium positions relative to the coordinate system rotating together with the Moon and Earth. We study the necessary conditions for the stability of these motions. Chaotic dynamics of the pendulum is studied numerically and analytically.     

火箭发动机轴承摇摆试验技术

大推力火箭发动机摇摆过程中,摇摆轴承使用环境与轴承自身设计指标不同,在承受较大径向载荷的同时,还要承受一定的轴承载荷,并实现低速往复摆动。为获得轴承的静态承载能力摩擦系数及疲劳寿命等关键参数,设计了一种新的轴承试验系统,模拟轴承在发动机不同工作状态下的安装边界和受载形式。通过试验获得了相应的数据,试验结果表明:轴承静态...     

充液航天器液体晃动等效力学模型的建立

在考虑液体表面张力影响液体晃动求解的基础上,利用动力学方程等价准则,建立了三轴定向充液卫星在二维平动和二维摆动扰动作用下的空间摆等效力学模型,并对两种情况下等效摆的主要参数进行了计算和比较。结果表明,考虑表面张力时,液体的晃动特性对航天器姿态控制系统稳定性有不利影响。     

运载器末助推段非线性姿态控制器设计

根据单摆模型近似晃动质量推导晃动运动与姿态运动的动力学方程,基于状态相关黎卡提方程方法,综合动态逆控制方法设计了运载器末助推段非线性姿态控制器,由状态反馈实现姿态跟踪和晃动抑制。因实际中模拟晃动运动的单摆状态无法测量,引入输出多采样率技术,通过在一个采样周期内多次检测被控对象的输出估计状态,实现设计的状态反馈控制律。数...