精密电液伺服阀阀芯轴向精磨闭环控制系统的研究

精密伺服阀滑阀副的阀芯台肩与阀套方孔之间的搭接量允差1～μm,生产中加工余量通常只有几微米或几十微米,加工精度要求在1μm之内,由于一般外圆磨床无轴向微量进给装置,加工精度难于保证,为此设计制造伺服阀阀芯轴向精磨闭环控制系统,使用电致伸缩型陶瓷微位移器推动顶尖作轴向微量进给,用电感传感器检测阀芯的实际磨削量,实现闭环反馈控制,对磨削量进行在线检测,使加工误差控制在1μm内,进给量可达40μm.从而解决了精密磨削加工中对刀难和砂轮磨损影响加工精度的问题。     

基于多数字处理器的平板天线伺服控制系统设计

平板自跟踪天线系统以其体积小、功耗低、运输使用方便等优点而具有广阔的应用前景。设计一种具备自动跟踪功能的高集成化平板天线伺服控制系统,伺服控制器以DSP+FPGA架构为控制核心,通过集成Rabbit Core网络模块实现伺服控制系统与监控计算机的通信,最后将伺服控制器和伺服驱动器设计安装在自跟踪天线座内部,实现伺服系统的集成化。伺服系统的设计与实现有助于测控设备的小型化和多目标测控任务的执行,具有一定的工程实用价值。     

一种基于当地流活塞理论的超音速导弹气动伺服弹性分析方法

运用当地流活塞理论计算导弹的非定常气动力，在状态空间内实现了气动弹性系统与控制系统的耦合，并进行了时域分析。对某典型导弹的气动伺服弹性问题算例，计算了不同马赫数、不同迎角以及不同的传感器安装位置对导弹气动伺服弹性特性的影响，同时考察了控制系统的引入对不同刚度弹体气动伺服弹性特性的影响。算例结果与理论分析相吻合，表明该方法能简便的对全机、全弹复杂外形的气动伺服弹性正问题进行高效准确的分析，在较大范围的马赫数和迎角内都能得到可靠的结果。     

宇航矢量伺服控制器在SiP中的设计与实现

磁场导向控制FOC（field-oriented control）矢量控制算法在伺服驱动控制系统中一般由CPU或DSP实现，难以满足航天应用中实时性较高场景下的需求。为提高宇航电机系统控制的实时性与可靠性，从FOC矢量控制算法的硬件加速角度出发，详细介绍了伺服控制器的设计，给出了一种全数字、高性能的伺服控制器硬件加速设计方案，并在具有可编程逻辑功能的宇航级SiP6117S芯片上进行了验证。仿真实验表明，相比于前人的设计，通过调整观测数据的量化精度来降低硬件加速过程中的处理延时，能有效改善多级流水延迟并在一定程度上提升算法的实时性。     

可控翼伞伺服机构（单电机）的微机控制

可控翼伞后缘有二组操纵绳，控制它可以改变翼伞飞行方向，实现定点回收。国内、外通常使用二个电机分别进行操纵控制。为了提高系统的性能指标，减少部件，探讨了单电机进行双边操纵的方案，设计了由微机，功率输出接口，电机参量输入传感器，操纵量和限位置数装置等组成的伺服控制系统。     

具有力觉临场感的主从遥控机器人系统的双向控制

本文研究借助力觉临场感技术实现主从机器人遥操作的控制理论和设计方法，基于对控制系统的动力学分析，在力和运动的双向控制中采用力反射伺服型控制方案，实验结果表明了该方案的可行性，显示了在非结构性环境下临场感在增强人机交互能力方面的优越性。     

单片机在测雨雷达位置伺服控制中的应用

采用8098单片机实现了测雨雷达的位置伺服控制。文中详细介绍了控制系统的硬件结构及控制软件，并具体给出了位置调节器的控制算法及实现。     

走带机构的“三速度控制系统”模型

本文提出了计测磁带记录仪走带机构的“三速度控制系统”模型，指出：走带机构是由主导轴、供带和收带三套速度控制系统组成的。文章针对现有某些对后两套系统的误解，给出了它们的组成，重点分析了磁带张紧装置的三重功能及系统框困和工作原理。在此基础上，详述了真空张紧装置和机械摆杆张紧装置的工作原理和优缺点，给出了张紧力、速度误差与磁带位置的关系，收带供带伺服不能对磁带张力实行调节和控制，张紧装置关不是张力敏感器件。作者认为，现有计测记录仪带机构技术性能的进一步改善和提高，要从完善收带供带伺服系统性能着手。     

基于单神经元自适应PID电液伺服位置控制系统开发应用研究

通过建立电液伺服位置系统的数学模型,针对双作用液压伺服位置控制系统的特点提出一种单神经元自适用PID智能控制算法,并通过Simlink仿真优化控制系统参数,最后应用LABVIEW软件开发实时测控软件,通过实时控制,实验研究表明该系统具体较好鲁棒性,较好改善了系统的性能。     

大型挠性空间结构控制系统的整体性分析与设计

本文针对大挠性空间结构控制系统中的传感器和伺服控制机构的故障问题出了一种整体性分析和设计方法。利用这一方法所设计的ＬＦＳＳ控制系统不但具有期望的动态性能，而且当某一传感器或伺服控制机构发生故障时，系统仍然具有基本的稳定性以避免结构损坏，此外，文章还讨论了与传感器和伺服控制机构故障紧密相关的冗余传感器和伺服控制机构的配置问题，文中以一个带有两块大型太阳能电池列的空间站系统为例，详细地介绍了所提出的控     

天基空间目标监视中转台伺服控制系统的设计

为了实现高精度目标跟踪，研制了一套以数字信号处理器（Digital Signal Processor,DSP）和现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）为双核心处理器的二维跟踪转台伺服控制系统。控制算法采用位置环和速度环的双闭环比例积分（Proportional-Integral,PI）控制，通过串联校正改善了开环系统的相角裕度和幅值裕度，提高了闭环系统的带宽，最终实现了二维转台高精度、低速平稳的控制。机构和控制器联合调试结果表明：对方位轴和俯仰轴分别做最大速度和最大加速度的正弦引导时，方位轴最大跟踪误差为0.006°，误差均方根值为3.25″；俯仰轴最大跟踪误差为0.005°，误差均方根值为3.24″。测试结果证明该控制系统能够实现二维转台的低速平稳运行，满足大型转台伺服控制系统的性能要求。     

基于Hexapod的精密跟瞄平台研究

针对精密光学设备的空间应用,设计了基于并联机构的空间高稳定精密跟瞄系统。利 用所设计的宏／微双重驱动复合作动器和精密铰接元件,研制了精密跟瞄Hexapod平台原理 样机,考虑到精密跟瞄系统的特点,开发了包括宏动控制系统、微动控制系统和检测系统在 内的实验测试系统,并利用实验初步测试了Hexapod平台原理样机关键性能。由实验结果可 知,平台原理样机的转动范围超过10°,最高开环转动速度大于5 deg／s,经压电微动部 分补偿后的平台静态定位误差小于5 μrad,通过主动控制使扰动振幅衰减至噪声水平 ,可用于驱动有效载荷以较高的速度在较大范围内搜索目标并具有较好的静态定位精度和稳 定性。
     

可控翼伞伺服机构(单电机)的微机控制

可控翼伞后缘有二组操纵绳,控制它可以改变翼伞飞行方向,实现定点回收。国内、外通常使用二个电机分别进行操纵控制。为了提高系统的性能指标,减少部件,探讨了单电机进行双边操纵的方案,设计了由微机、功率输出接口、电机参量输入传感器、操纵量和限位置数装置等组成的伺服控制系统。该系统通过大量的试验以及翼载空投试验,证明了它具有可靠性高、功能全、抗干扰性强等优点。为回收应用微机技术做了初步的尝试。文中主要介绍微机操纵控制系统的硬件、软件设计。     

声振荡作用下推进剂铝颗粒团聚特性实验研究

为获得压强振荡对推进剂燃烧表面铝颗粒团聚特性的影响，建立了声振荡作用下铝颗粒团聚特性实验测量装置和方法，采用高速显微成像技术和激光全息技术同步测量的方法，对HTPB四组元推进剂在有、无声振荡作用下的铝颗粒团聚特性进行了实验研究。研究结果表明，在340 Hz声振荡作用下，铝颗粒火焰呈现与声振荡频率相一致的周期性摆动，颗粒微观形貌发生明显的形变；受声场力的作用，小尺度颗粒(40～80μm)团聚作用减弱，中等尺度颗粒(100～260μm)团聚作用加强，且更容易发生融合等现象，从而改变了推进剂燃烧表面及近表面铝团聚颗粒粒度分布(0～3 mm),团聚粒度及团聚分数均增加。所建立的实验方法可为研究压强振荡作用下推进剂铝团聚特性提供有效的实验技术和数据参考。     

微晶云母陶瓷微型拉瓦尔喷管的超声加工关键技术

将微细超声加工方法与微细电火花加工方法相结合,解决了微晶云母陶瓷的微型拉瓦尔喷管加工中的关键技术问题,其中包括高精度多功能特种加工系统、微细超声工具的制备、工件的装夹与定位、超声加工工艺流程的设计及超声加工参数的选择。在自行研制的高精度多功能加工系统上,采用微细超声加工方法加工微晶云母陶瓷微型拉瓦尔喷管,采用微细电火花加工方法制备相应的超声加工工具,并且设计了工件夹持装置,将重复定位精度控制在2μm以内。此外,通过2套工艺流程方案的加工对比实验,选择出较优的加工方案,成功加工出入口直径为360μm、出口直径为320μm、喉部直径为170μm、总长为550μm的拉瓦尔喷管。     

航天飞机精密指向平台系统

航天飞机精密指向平台,是磁悬浮角动量轮和稳定平台控制技术相结合的新型部件,亦称环状悬浮和指向系统(ASPS).该系统由两部分组成,一部分是安装在航天飞机上的双框架机构,提供粗级指向控制;另一部分是磁悬浮微动指向和隔离装置,该组合件安装在双框架机构的内框上,提供精密指向控制.磁悬浮组合件中,利用角动量环控制装置(AMCD)作为三轴控制部件,试验负载安装平台与环固连,以实现精密指向控制和隔离载体扰动.根据地面仿真试验结果,该装置的指向误差不超过0.1角秒. 本文综述了国外有关文献内容,简略介绍该装置的工作原理、结构配置、控制技术以及磁执行机构的设计方法,并简要阐述了该多体控制系统的动态模型建立方法.     

模拟RCS微动特征的干扰方法研究

弹头微动特征是雷达进行识别的关键手段之一。针对雷达基于微动特征目标识别方法的发展现状,提出了模拟RCS微动特征的干扰方法。首先,描述了BM弹头的微动特征产生的原理,给出了弹头雷达散射截面(RCS)的模型。其次,结合微动特征和RCS模型,模拟具有微动特征的中段弹头动态RCS。最后,利用动态特征RCS模拟雷达回波信号,对雷达进行干扰。仿真实验表明,模拟RCS微动特征的干扰方法具有可行性和有效性。     

不同聚集因素对燃烧室凝相颗粒粒度分布的影响

设计了一种凝相颗粒收集装置,可对燃烧室内不同聚集状态下的粒子进行完整的收集,并对颗粒的形态影响较小。针对HTPB推进剂,开展了不同流通面积和颗粒浓度条件下的粒子收集实验,利用扫描电镜和激光粒度分析仪,对收集到的粒子进行了分析。结果表明,不同聚集状态下的凝相颗粒粒径均分布在0.1～200μm之间,随着流通面积的减小,小于3μm的颗粒逐渐减少,3～10μm之间的颗粒变化不大,大于10μm的颗粒逐渐增加,颗粒平均粒径d43和d50均逐渐增大,且d43和d50的变化率也逐渐增加;随着颗粒浓度的增加,颗粒平均粒径d43和d50增大较明显。     

空间综合材料科学实验装置的设计与实现

为了满足各种材料在空间进行科学实验的目的,设计了能在空间长期工作的综合材料科学实验装置。文章详细介绍了该装置中的样品提拉机构、样品夹具结构和人机工效学的设计过程。实验结果验证了设计理论和方法的可行性和实用性;实验装置运行平稳、可靠,实验样品完整、无损伤。该装置首次实现了多批次样品的管理和更换功能以及在轨人工参与操作功能。     

一种适用于卫星导航系统的辐射发射限值研究

提出一种适用于卫星导航系统的辐射发射限值修正方法。以GPS为例,通过对其原理及性能的分析,给定GPS接收通道10dB信噪比门限,计算出机载设备在L1波段一定带宽内辐射发射限值为42.8dBμV/m,比现行国军标GJB-151A中要求的47.9dBμV/m低了5.1dB。根据修正后的限值要求,通过优化天线布局、加入隔离装置等措施解决了某型无人机上GPS受扰问题,从而验证了修正后的机载设备辐射发射限值要求更适用于目前各种卫星导航系统的设计与考核。