四作动器驱动摆动伺服系统动特性研究

介绍了一种四作动器驱动的摆动伺服系统动特性研究方法。基于推导的摆动机构空间运动方程,设计了运动控制系统,通过控制四个伺服作动器同步运动,驱动摆动机构来实现正弦扫描运动。试验获得了摆动伺服系统的频率特性,并识别了结构谐振频率及振型,通过分析定位了结构弱刚度部位,为结构改进和控制系统设计提供了重要依据。本研究可为其它类似复杂伺服系统的动特性评估提供借鉴。     

航天运载器局部连接刚度对振型斜率的影响

振型斜率一直是姿态控制系统关心的首要问题。通过等效梁模型结合局部三维有限元精细模型的混合建模的方法,研究了结构局部刚度变化对惯性部件安装位置振型斜率的影响。基于模态分析,在多种工况下提取了振型与惯性部件的振型斜率并进行对比研究,讨论了舱体开口加强圈梁刚度变化、载体十字梁截面变化、连接固定支座刚度变化以及壳体壁厚变化对振型斜率的影响,为航天运载器结构动力学模型简化与姿态控制系统相关结构设计提供了参考依据。     

小型无人直升机飞行动力学建模及增稳设计

在分析小型无人直升机的结构布局及飞行特点的基础上，建立了飞行动力学通用结构模型。然后依据通用结构模型，利用飞行实测数据，得到悬停和前飞状态下的辨识模型。在分析辨识模型的动态响应特性后，根据飞行品质规范的要求，采用极点配置技对模型进行了增稳设计，并进行仿真验证。结果表明该增稳器效果良好，应用这种方法建立的小型无人直升机的增稳模型可直接应用于飞行控制系统的设计。     

基于控制分配器的可重构飞行控制系统研究

今天的飞机，使用硬件余度方法无法恢复关键舵面缺损所造成的严重故障。可重构技术利用多舵面的空气动力余度，可以将失效舵面的控制效果分配给别的舵面，消除了故障舵面的影响。本文针对飞机控制舵面／作动器故障，推导出了基于控制分配器概念的可重构飞行控制系统算法，并分析了飞行控制系统结构对飞机气动力余度大小的影响，讨论了重构算法的重构特性。理论分析和仿真验证表明，在控制舵面／作动器产生一定水平故障时，这种方法可以保证飞机满足一定飞行品质的安全飞行。     

V尾伺服弹性试验失稳定位方法研究

准确获取飞行器结构动力学特性及气动伺服弹性稳定裕度,是飞行器首飞成功的关键。针对某飞机在伺服弹性地面试验时发生结构与控制系统耦合问题进行了研究,提出了一种获取飞行器的失稳频率和振型的方法。利用加速度传感器采集结构的振动响应,采用随机子空间模态参数辨识方法分析获得飞机伺服弹性地面试验失稳时V尾振动频率和振型,为控制系统修改设计提供方向及气动伺服弹性理论模型修正提供数据。     

基于自适应逆的微型飞行器飞行控制系统

飞翼式微型飞行器由于尺寸小、速度低、气动布局特殊和飞行环境复杂多变,其飞行力学具有显著的非线性和非定常特性,传统的控制方法已不能满足要求.本文运用时标分离理论,设计了快变量和慢变量动态逆,同时引入在线神经网络补偿动态逆误差,并采用伪控制补偿器消除作动器和自适应单元之间的相互影响,在此基础上提出了飞翼式微型飞行器的自适应飞行控制系统,并与采用动态逆-PID控制方法设计的飞行控制系统进行比较.仿真结果表明:基于自适应逆的飞行控制系统,具有较强的鲁棒性和指令跟踪能力,比动态逆-PID飞行控制系统更适合于微型飞行器.     

运载器动特性的传递矩阵分析

传递矩阵法在计算运载器模态特性方面得到了广泛的应用。本文给有该法应用于实际复杂结构实例;实例表明结果的精度与有限元法是一致的。     

充压空间运载器结构的设计、断裂控制、制造和试验

第一章在空间运载器压力箱的初步设计阶段,设计准则必须建立在飞行可靠性上。根据现有知识水平,这些准则阐明了必须满足的设计条件,以减少结构破坏的危险,并使可靠性和性能之间达到最完善的平衡。这种准则只是一些标准,而不是设计规范。几十年来,飞机设计师已参考了所有飞机结构的设计准则,这一设计准则已帮助飞机工业获得了大量结构     

广义质量贡献的概念在模态识别当中的应用

本文通过具体实例说明广义质量贡献的概念在固有模态识别中的应用方法。用这个方法计算了大型运载器横振模态试验某状态的7个弹性振型的正交性及广义质量贡献的分布。研究表明,将本法同熟知的曲线比较法相结合是进行模态相关性研完的有效手段。用BASIC语言编制的振型正交性检查和广义质量贡献分布的计算机程序,可用于今后的模态试验。     

用动刚度法计算管路系统频率

一、概述在研究航天运载器的纵向振动稳定性问題的时候,发现其推进剂输送系统的动特性起着重要作用。因此确定运载器推进剂输送系统的动特性,特别是确定其一阶自振频率,是我们首先关心的问题。然而在许多关于管道流体的动力学计算中,都将管道自身做为固定不动处理,这对于工业上及民用输水、输油管的计算来说是正确的。但是用于推进剂输送系统就会产生很大的误差,以致导出错误的结论。其原因是(1)推进剂输送管是通过各种弹性支撑系统固定在运载器壳体     

飞行器薄壁结构热噪声响应及动强度研究

飞行器在大气层内长时间高马赫数飞行会面临极端严酷的热/振动/噪声等力热复合载荷环境,对传统单一环境下的结构动力学、强度分析与试验技术提出了挑战,本文分析了国内外在该领域进展及存在的技术难题,围绕工程及专业技术发展需求,针对飞行器薄壁结构在高温环境下的结构动特性演变规律、热噪声动态响应分析与试验技术、热噪声载荷下结构寿命预示与动强度评估等方面开展研究,对取得的最新研究进展进行了科学总结,提出了未来的发展建议,可为高超声速飞行器、可重复使用运载器等关键结构设计与试验考核提供技术支撑。     

中国宇航学会结构强度与环境工程专业委员会将召开飞行器纵向耦合振动(POGO)专题学术交流会

中国宇航学会结构强度与环境工程专业委员会将于1984年10月底召开POGO振动学术交流会。征文内容: 1.全箭整体结构纵向固有特性,传递特性,试验(包括Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级等)与理论研究。大型液体运载器,发动机系统,飞行器头部,卫星等的重要部件的低频振动的固有特性试验与理论研究。     

重复使用运载器无动力投放自适应制导技术

为了研究重复使用运载器小升阻比无动力飞行时的制导技术,以投放着陆为背景,提出了一种基于轨迹在线生成的自适应制导技术.这种制导技术主要解决在线轨迹生成技术、自适应制导策略和制导规律问题.首先设计了自适应制导系统的体系结构,将在线轨迹生成技术、自适应制导策略和制导规律集成在一个框架中.在线轨迹生成技术充分考虑了重复使用运载器的飞行能力,根据当前的飞行状态和末端期望的飞行状态,在线规划轨迹剖面,产生一个物理上可飞的、稳定的轨迹剖面,并给出了设计方法.将轨迹生成与制导策略相结合,形成了具有一定自适应能力的制导回路.最后以某验证机为例,对在线轨迹生成、制导策略和制导规律进行了集成仿真.仿真结果表明,基于轨迹在线生成的自适应制导系统具有一定的自主性、鲁棒性和工程实用性.     

地空导弹地面弹性振动回路实验结果分析

本文给出地空导弹地面弹性振动回路实验数据及考虑弹性的控制系统方块图。所得的弯曲振型、角频率、结构阻尼系数以及控制系统传递函数,为控制系统设计提供了依据。并与工程计算的一阶振型作了对比,从而证明了弹性弹体视为自由-自由梁弯曲振动计算公式的正确性。     

空气舵执行机构非线性动力学特性表征方法研究

空气舵作为常用的航天飞行器执行机构,具有饱和、间隙与摩擦等非线性因素,如不能准确表征其非线性动力学特性将会影响飞行控制系统的稳定性,甚至造成飞行失利。针对上述问题,开展了空气舵执行机构非线性动力学特性表征方法研究,旨在为非线性动力学特性分析提供工程方法,为控制系统设计提供重要依据。通过研究,提出了试验测试方法、多维空间重构表征方法和传递函数表征方法,三种方法依次递进,可用于控制系统工程设计的各个阶段,对于提高飞行器稳定裕度和飞行可靠性奠定了重要方法基础。     

大型运载器捆绑连接技术的综合分析

为满足发射不同类型航天器的要求,以现有运载器作基础,采用纵向加级,横向捆绑组合成大型运载器的方案,对缩短研制周期、降低成本是十分有利的。本文扼要介绍了大力神3C、阿里安3、德尔它3914、苏联东方号等远栽器和美国航天飞机所采用的捆绑连接技术,分析了几种典型的捆绑连接装置的具体结构形式,并简单叙述了采用捆绑方案后带来的一些结构设计问题。     

50年来全球航天运载器的可靠性

1957～2006年间全球航天运载器的发射统计数据，给出了50年来全球航天运载器的可靠性和发射成功率，并详细给出了美国和中国的各种型号航天运载器的可靠性分析结果。概述了各国航天运载器的发射失败事件及其失败原因，并对分系统故障进行了分类统计。针对引起发射失败次数最多的推进系统，提出了一些故障防止对策，并给出了提高可靠性的研究工作建议。     

考虑执行器动态的飞行器姿态分散式容错控制

针对飞行器姿态控制系统,基于分散式容错控制框架设计飞行控制系统的作动器损伤和卡死故障检测和辨识单元,以及观测器的辅助系统单元。首先,给出系统在作动器卡死、损伤,操纵面损伤故障下的姿态控制系统。其次,设计一种多观测器的作动器回路故障检测和辨识单元,利用一种决策机制判断当前所发生的确切作动器故障形式。接着,基于自适应滑模观测器隐含操纵面损伤故障和干扰信息,所得到的故障和隐含信息实时反馈给控制器以实现各种类型故障下的容错控制。最后,仿真结果显示所提方法的有效性。     

航天飞机及火箭的羽流试验技术

火箭发动机排气羽流的影响是研制火箭运载器的一个关键问题。本文综述了羽流对航天飞机和火箭底部流动、底部加热的影响。重点综述了冷气试验方法,并指出了冷气模拟试验的相似准则的参数组合关系式。冷气试验费用不大,试验周期短,是确定底部压力的最佳方法,试验重点在跨声速和低超声速飞行区域。本文对热气试验方法也作了介绍。热气试验可模拟羽流的真实热力学特性,但耗费大,技术复杂。火箭发动机羽流模拟应由风洞试验来确定。本文简述了进行羽流模拟试验的地面试验设备。     

可重复使用运载器舵轴裂纹扩展寿命分析

针对可重复使用运载器舵轴中应用的30CrMnSiA及0Cr17Ni4Cu4Nb两种典型材料,开展了裂纹扩展速率测试,确定了其裂纹扩展参数;基于扩展有限元方法,建立了30CrMnSiA及0Cr17Ni4Cu4Nb两种材料平板结构的裂纹扩展寿命预测模型,预测结果与试验结果吻合良好。建立了含初始1mm裂纹的重复使用运载器舵轴裂纹扩展模型,确定了其裂纹扩展寿命,分析模型和结果可用于指导该类结构的损伤容限设计。