融合现场物理特性的航空薄壁结构虚拟装配样机及其构建技术

针对实现低刚度航空薄壁结构组件/部件高性能装配缺少现场物理特性数据与模型基础的问题,对融合现场物理特性约束的虚拟装配样机构建实现技术进行了研究。首先,定义了虚拟装配样机的技术内涵及构建框架,其本质是一个高度拟实化的数字孪生装配系统,可以在虚拟环境中进行多尺度的装配几何量与物理量拟实化仿真,预先分析验证装配性能;其次,从多源异构装配数据采集与处理、多类别装配孪生模型融合性建模、装配样机系统虚实融合同步性建模、装配过程与装配质量状态可视化建模4个方面,详细阐述融合现场物理特性约束的航空薄壁结构虚拟装配样机高保真动态构建及实现技术,并提出了虚拟装配样机的“双线”、“分级”综合构建措施,从而为装配过程的拟实化仿真及装配质量的精准控制提供数据及模型依据,并为装配质量的主动实时控制奠定坚实基础。     

数控车削加工仿真系统结构研究

根据实际加工情况提出了一种虚拟NC车削加工的仿真系统的设计及实现原理。在Visual C++平台上利用OpenGL技术建立虚拟加工机床数字化模型,用C++语言实现物理仿真相关的各个数学模型的建立,进行虚拟环境下数控车削加工的几何仿真及物理仿真,实现产品的虚拟车削制造。     

一种惯导测试转台摩擦力模型及其参数辨识方法

针对转台运动系统中存在的摩擦力环节及其特性提出了一种静态摩擦力模型及其参数辨识方法,该模型克服了库伦摩擦模型的不连续性,并利用该模型对摩擦力在转台伺服系统中的影响,进行了仿真分析及试验对比。结果表明,该摩擦力模型可充分描述摩擦力对转台伺服系统运动性能的影响,为进一步提高系统的运动性能提供了一个研究基础。     

YMT—S1型三轴飞行模拟转台台体结构设计

本文介绍了YMT—S1型三轴飞行模拟转台台体的结构型式、总体布局和如何从设计上保证系统的性能。机械结构对系统特性影响较大的是机械刚度、传动间隙、摩擦力矩和转动惯量。特别是转台构件的机械刚度低、传动间隙大,会给系统带来严重的非线性,致使系统频率降低,稳定性变坏。为了解决上述问题,在对各部件受力分析的基础上,从设计、制造、装配调整等各方面采取了一些措施。使转台达到了设计要求。     

关于角振动台研制中的问题及解决方案

角振动台能对捷联惯性测量装置和陀螺的动态特性进行精密计量，测试惯性系统的动态误差特性，从而建立惯性系统的精确动态模型。角振动台研制与一般的速率、位置转台的不同之处使其面临的问题具有特殊性，本文针对大范围变化的负载惯量、高频角振动时不可忽略的大感抗以及轴系中的薄弱环节易造成高频谐振进行了分析，提出了解决方案；对某微机械陀螺的动态性能测试表明，该角振动台实现了既定的性能指标。     

基于模型的矢量喷管控制系统设计

为实现矢量喷管控制系统正向研发"V"字模型,使用基于模型的设计方法开展矢量喷管控制系统的设计和验证。建立了包含矢量喷管液压机械单元、矢量喷管控制器及矢量偏转运动的矢量喷管控制系统模型,与发动机模型、飞机模型集成用于矢量喷管控制系统的系统综合设计。使用模型自动测试技术开展数字仿真试验,利用自动代码生成技术和实时仿真技术实现控制软件快速开发和系统半物理试验,试验结果表明了矢量喷管控制系统设计的正确性、高效性。     

基于遗传算法的转台结构有限元优化设计

高精度飞行三轴转台作为一种半实物仿真模型,影响其精度的因素主要包括各种非线性环节和台体本身的机械特性。非线性环节包括摩擦模型的不确定性,各种干扰力矩和三轴之间的惯量耦合等,而机械特性主要包括台体的机械加工精度、三轴之间的安装垂直精度以及台体的刚度特性。本文主要考虑提高台体的刚度特性来对台体进行结构优化,并采用智能优化方法—遗传算法求解出台体结构的最佳截面尺寸。     

虚拟机械臂和ADAMS在空间机械臂研究中的应用

首先阐述了虚拟机械臂的概念。其次利用虚拟机械臂技术和ADAMS软件分析空间机械臂的工作空间、逆运动学问题。最后利用ADAMS/Controls模块将ADAMS的动力学模型与Mat-lab的控制模型结合起来,对空间机械臂进行控制仿真。仿真结果表明,虚拟机械臂技术和AD-AMS的结合使用为空间机械臂的研究带来极大的方便,ADAMS和Matlab联合仿真的分析方法是有效的。     

模拟转台拖动系统的优化设计

模拟转台是飞行器物理仿真实验中的主要仿真设备。随着飞行器性能的不断提高,对于模拟转台诸如:快速性、动态精度等性能指标提出了愈来愈高的要求,而在转台拖动系统设计中,一般延用的经典调节原理的设计方法不易得到一个十分理想的拖动系统。本文对于磁粉离合作为拖动部件的模拟转台提出了一种采用现代控制理论的方法,设计拖动系统的方案,首先建立被控对象的转台的状态方程模型,由于要求拖动系统能使转台运动跟踪给定的动态模型,所以是一个典型的跟踪问题。在此采用增广系统的方法,将状态跟踪问题转化为状态调节问题,然后在稳态二次型指标下进行优化设计,给出系统中的各个返馈与前馈系数,同时提出一种根据系统精度要求而确定二次型指标中的权系数的方法。从初步的系统数学仿真结果看:在快速性及跟踪精度方面都有很大的提高。     

限位保护装置在转台中的应用研究

转台的限位保护装置包括电气限位保护装置和机械限位缓冲装置。根据转台运动方式及运动范围的不同,电气限位保护装置和机械限位缓冲装置的实现形式也有所区别,文中对此分别进行了详细介绍。