整体最小二乘法在某型液压测量设备中的应用

某型飞机液压系统压力测量设备中,液压传感器在原理上存在非线性因素,制造过程中随机误差较大。在对传感器输出的差分信号进行整形放大的过程中,使用了非线性放大电路,另外,电路中的放大器和电阻等器件均存在随机误差,导致该液压系统压力测量设备的输入和输出之间没有显式的函数关系表达式。研究采用整体最小二乘法对输入和输出进行曲线拟合,将测量过程中原理性的非线性因素和所有器件的误差均作为一个黑箱因素处理,不需对其进行精确测量,由整体最小二乘法进行曲线拟合,硬件设计和软件编程两个方面都容易实现。     

WLJ-3型微力矩测试仪

航空和宇航事业的迅速发展,对微力矩测试的要求也愈来愈高。高精度力矩器、微动同步器及各种型号传感器均广泛地应用于惯性器件——陀螺仪和加速度表中。为了研制高精度惯性器件,必须要精确测量力矩器的输出特性、微动同步器的有害力矩及各种传感器的电磁吸力等。由于这些器件产生的电磁力矩都具有不同方向的电磁吸力,故一般天平较难测量,这只能借助于高精度的微力矩测试仪。     

大型太阳帆干扰力矩消减方法

针对柔性太阳帆大变形引起姿态干扰力矩过大的问题,采用有限元方法对一种执行太阳极轨探测的150 m×150 m柔性太阳帆进行仿真分析,采用修正的压力加载方法降低了太阳帆在光压加载下的变形分析误差,获得了帆结构在大变形下由光压引起的干扰力矩。为降低干扰力矩量值、保证姿态稳定,提出了一种通过调整构型来降低变形量的方法,并通过仿真分析验证了该方法的有效性。     

航空发动机法兰接触热阻特性实验研究

通过搭建法兰接触热阻实验台,在法兰间隙0～0.75 mm、螺栓拧紧力矩20～40 N·m参数范围内,测量不同材料机匣多个轴向位置的壁温来获得通过法兰的热流,得到法兰的接触热阻、单位接触热导。分析了法兰间隙、螺栓拧紧力矩对法兰接触热阻特性的影响。研究结果表明随着法兰间隙的增加,接触热阻呈线性增加,最大增加0.03 K/W,单位接触热导先迅速减小,后趋于平缓,最大降低了10 744.2 W/(K·m2),约94.5%;随着拧紧力矩的增加,接触热阻减小,最大降低了22.1%。     

基于CPLD的直流无刷电机控制系统设计

为了解决某型舵机系统在整机使用环境中受大功率发射瞬间产生的干扰信号影响而导致软件跑飞问题,设计了一种基于复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device, CPLD)的直流无刷电机控制系统,给出了系统软硬件设计方法。采用EPM1270T144I5N CPLD为控制核心,用软件编程代替逻辑门实现硬件功能,完成了对系统控制信号的解调,并结合电机转子位置传感器的输出产生逻辑控制信号,再通过驱动电路进行功率放大后,驱动电机按照规定的转速和极性运转。试验结果表明,该系统可靠实现了电机转速的闭环调节、电机正反转和制动控制,性能指标均满足系统使用要求,系统功耗低、死区时间设置灵活、抗干扰能力强,具有良好的应用前景。     

地球同步轨道薄膜太阳帆的姿态轨道控制方法

薄膜太阳帆（FSS）是集推进、发电和姿轨控功能于一体化的超大型挠性太阳帆式航天器,通过调整薄膜反射率产生可变推力和力矩,实现其姿态和轨道运动控制。结合薄膜太阳帆在地球同步轨道运行时的受力特性进行了轨道漂移分析。通过建立薄膜太阳帆动力学模型及受力模型,提出了调整帆面角度轨道修正方法以及基于薄膜光压力矩角动量卸载的长期在轨对日定向面内双轴动量轮稳定控制方法。通过系统仿真验证表明所提的轨道修正和对日定向控制方法是合理有效的,可使薄膜太阳帆长期在定点位置维持对日定向。     

某涡扇发动机低压压气机叶片角位移传感器特性模拟试验研究

通过对综合电子调节器低压压气机导流叶片调节通道(即PHA通道)内部电路和控制规律的研究，以及低压压气机叶片角位移传感器(即α1角位移传感器)特性的外部测试，设计了模拟传感器的试验方案。该方案采用硬件电路对综合电子调节器输入传感器的信号进行调制，采用软件编程对模拟传感器进行调制。试验结果表明，模拟传感器可以完全替代真实传感器的功能。且满足一定的精度和可靠性要求，为综合电子调节器的离位检测及其数字化研究提供了新的思路．     

多通道数字温湿度传感器的设计

介绍了基于温湿度传感器SHT75开发的新型多通道数字温湿度传感器,阐述了其硬件电路、软件结构和实现的功能.该多通道数字温湿度传感器具有准确、可靠、价格低和体积小等特点.     

基于比例阀门的升降速度控制方法研究

提出了一种新的航空升降速度标准信号自动产生方法.从控制方面,采用硅压阻模拟、石英数字双传感器,分别作为过程控制传感器和基准压力传感器,保证系统升降速度的准确度.采用双闭环控制方案,模拟闭环采用电路设计实现,数字闭环通过计算机、数字传感器和软件实现.控制执行部件采用一对比例电磁阀门.控制电路设计采用了模拟电路PID和数字PID控制结合的串级控制方案,对实现升降速度和压力信号变化的微分电路进行了设计.实验证明,该装置升降速度的输出准确度优于0.2%F.S,控制范围为0～200 m/s.     

姿态

分析了飞机航向( 姿态) 系统的弊病: 结构复杂、配套困难、可靠性差、造价高, 精度却 难以再提高; 提出了采用“计算机+ 传感器”的系统结构模式。该方案的优点是取消了伺服机构 等配套硬件, 由软件实现伺服、滤波功能, 并能精确修正各种误差。     

基于惯性补偿的三分量测力天平瞬态特性的研究

高超声速一体化试验模型在脉冲燃烧风洞中进行测力试验时,模型振动导致天平无法准确测量模型所受到的气动力载荷。为研究脉冲风洞瞬态测力问题,采用了以下方法:根据测力天平的结构特点建立了动力学方程;对其进行了虚拟标定和模态分析;对测力天平进行了瞬态分析并对输出结果进行了惯性补偿。结果表明,单分量阶跃载荷加载时,补偿后输出结果超调量大大下降,振动衰减时间缩短,俯仰力矩会对轴向力输出产生干扰,且三分量阶跃载荷加载时,干扰降低,各分量的超调量分别为162.6N,574.4N和38N·m;单分量正弦加载时,加载分量上输入输出基本一致,俯仰力矩对轴向力的干扰作用仍然存在,3分量正弦载荷加载时,输入输出结果具有相同的周期特性,俯仰力矩结果与输入结果一致,轴向和法向输入输出间存在一定偏差,3分量的超调量分别为24.1N,375.7N和70.8N·m。     

通气模型高超声速风洞铰链力矩试验技术研究

针对通气飞行器内外流一体化气动布局的特点,在通气模型高超声速风洞铰链力矩试验中,通过对模型进行适当改型,在保证内流道不发生壅塞、模型外部流场结构不发生改变的前提下,实现了高超声速通气模拟和模型尾支撑;通过合理设计试验装置布局、采取防隔热措施等,解决了通气模型高超声速风洞试验中内流道气动加热和舵面缝隙窜流等导致天平产生严重温度效应,舵面气动力难以精确测量的难题。在某高超声速风洞上开展的铰链力矩试验结果表明,所采用的试验技术能够实现通气模型高超声速舵面气动力特性的精确测量。     

全抽象监控软件实现

提出了Win32环境下实时控制软件的一种抽象实现法,将所有接入计算机的硬件传感器全视为流设备,按流类型实现一个全数字式抽象监控软件框架。在该架构上再开发具体的工程项目软件,绝大部分实时系统的后台控制逻辑已由该架构完成,将极大节约整个系统开发的成本。经这样的抽象后,任何复杂控制系统和任何接口形式硬件传感器,在这种软件架构下都使用统一的简洁软件方法处理。     

钢丝绳拉力智能检测系统研究

提出了采用多千斤顶液压系统推动运动台给钢丝绳施加载荷,通过压力传感器和位移传感器来测量千斤顶的内腔压力值和顶杆伸出量,多个通道的传感器信号通过多路开关、采样保持器S/H、A/D模数转换、最后由8155I/O接口输入到单片机,实现对系统的数据采集.系统设计了传感器、多路开关、采样保持器S/H、A/D模数转换、硬件接口电路以及数据采集子程序.     

一种高精度冗余质量质心测试方法研究

针对传统质量质心测试方法测试精度相对不高、系统容错性差的问题,设计了一种高精度冗余质量质心测试方法。该方法对测量单元进行在线标定,软件根据传感器测量值自动选择标定系数,对系统进行质量和质心修正,从而消除传感器的非线性误差;根据精测的产品安装误差,软件自动进行质心测试结果的补偿,降低被测件安装的横移和偏斜影响,进而提高质量和质心的测量精度;通过硬件系统的备份设计和软件系统的数据共享,实现系统交叉冗余,提高系统的可靠性。最后,经实测验证,系统的质量测量误差优于0.05%,质心测量误差±1mm,且冗余切换简单方便。     

基于FPGA的硅微机械陀螺仪数字化驱动电路研究

为了进一步提高硅微机械陀螺仪的性能,提出了一种基于FPGA数字信号处理来实现控制的数字化驱动电路。该设计方案通过AGC环路稳定了驱动幅度,并用SPLL对相位进行了控制以跟踪谐振频率。两主要环路以FPGA为硬件基础,用软件编程实现,相较模拟驱动电路在实际应用中更具灵活性。实验给出了该电路的驱动幅度和频率漂移曲线,证明了该电路可以较好的实现硅微机械陀螺仪的驱动。     

力矩不平衡航行体推进器的设计和性能分析

为了平衡某水下航行体前后转子的力矩,通过对前后转子进出口速度三角形的分析,提出采用对转式泵喷推进器的设计思路:在后转子叶片后加装导叶,从而保证推进器力矩整体平衡,同时导叶可以起到支撑导管的作用。在反三元设计方法基础上,对前后转子以及导叶之间的速度矩进行简单假设,完成叶片的参数化设计。通过计算流体力学分析,对所设计的泵喷推进器在全附体条件下进行性能计算。结果表明:设计航速下,所设计的泵喷推进器在前后叶片收到功率相差20%的条件下,通过导叶的平衡,推进器整体不平衡力矩缩小到了1.8N·m,占总力矩的比例从4.6%降为0.4%,完成了航行体推进器力矩的平衡,验证了设计思路和设计方法的有效性。     

航空电子启动板检测仪的研制

通过分析某型飞机航空电子启动板的产品功能和技术指标,提出了检测设备的设计方案,给出硬件电路和软件功能的实现方法,对航空电子启动板检测仪的研制进行了详细的阐述和说明。     

基于FPGA的高清CCD视频信号预处理电路的设计

在高清CCD图像传感器KAI-2093和视频信号处理芯片AD9847工作原理的基础上,设计了高清CCD成像系统视频信号处理电路。选用FPGA器件作为硬件设计载体,使用VHDL语言对AD9847的初始化配置和驱动时序发生器进行了硬件描述。采用ISE10．1软件对所做的设计进行了功能仿真。仿真结果表明,所研制的高清CCD视频信号处理电路不仅可以满足高清CCD成像系统视频处理的要求,而且性能可靠,使用灵活。     

一种大角度大负载展收机构设计与优化

针对为实现交会对接系统可重复使用而产生的可展收防热装置设计需求,提出了一种双四连杆串联式防热罩展收机构,建立了ADAMS仿真模型,以大传动角、避免杆间重叠干涉以及展开位置死点自锁为约束条件,对展收机构的铰点位置和连杆长度等参数进行了优化设计,实现了四杆机构在死点位置时防热罩展开180°的几何特性,具有断电保持能力。通过对大惯量负载的驱动力分析,确定了最小驱动力矩(64.6 N·m)。可实现大角度、大负载重复展收。