一种参数化非合作目标相对位姿和惯量估计方法

针对故障卫星、失效航天器、空间碎片等空间非合作目标无先验模型,且无法直接获得其角速度及惯量参数等问题,提出一种参数化非合作目标相对位姿和惯量参数估计方法。首先,基于自由航天器姿态动力学模型,用反双曲正切函数来描述含两个独立变量的惯量参数,建立非合作目标角速度传播模型方程;基于立体视觉测量模型,建立非合作目标上若干特征点的量测方程。然后,结合Clohessy-Wiltshire方程描述的航天器间相对运动学模型,以非合作目标的相对位置、相对线速度、相对姿态、惯性角速度及惯量参数为状态量,设计扩展卡尔曼滤波器以估计各状态量。最后,进行不同场景的数值仿真验证。蒙特卡洛仿真结果表明,所设计的滤波器在不同噪声水平下能够高精度地有效估计出非合作目标的相对位姿和惯量参数。     

Optimal spacecraft rendezvous using the combination of aerodynamic force and Lorentz force

This paper presents a propellantless spacecraft rendezvous method by using the optimal combination of aerodynamic force and Lorentz force. Aerodynamic force is provided by the rotations of the plates attached to the spacecraft, and Lorentz force is achieved by modulating spacecraft's electrostatic charge. Considering the limitation of the charging level of the spacecraft and physical constraints of the plates system, an optimal open-loop rendezvous trajectory is designed, which aims to minimize the energy consumed to actuate the hybrid system. The rotation rates of the plates and the electrostatic charge are constrained in the optimization problem, which is solved via the Gauss pseudospectral method. To track the open-loop trajectory in the presence of external perturbations, a novel adaptive nonsingular terminal sliding mode controller is designed. The stability of the closed-loop system is proved by the Lyapunov-based method. Several numerical examples are conducted to verify the validity of both the open-loop and closed-loop control strategy.     

改进型自抗扰四旋翼无人机控制系统设计与实现

针对提高四旋翼无人机姿态控制抗干扰能力的目标，设计了一种内外环嵌套结构的改进型自抗扰控制（ADRC）器。根据所搭建四旋翼无人机的实际参数，构建了四旋翼无人机姿态控制系统的数值仿真模型。通过与传统双闭环PID控制器进行对比，证明所设计的自抗扰控制系统在快速响应、无超调的前提下，具有很强的抗干扰能力以及较高的控制效率。将所设计的控制系统，应用于四旋翼无人机之上，在具有大偏载以及方向不确定的强干扰的飞行试验中，取得了良好的控制效果。      

航空制造数控铣削效率测评及管控研究

针对离散型航空制造企业数控铣削加工效率的提升,通过利用六西格玛的工具和方法,融合国际设备综合效率(Overall Equipment Effectiveness,OEE)核心思想,基于VERICUT仿真软件,统计分析了某航空企业的铝合金零件程序样本,找出了低效程序的部分共性问题,通过引入效率基线的概念,尝试控制程序材料去除率(Material Removal Rate,MRR)、面成型率(Surface Machining Rate,SMR)、空刀率等关键指标,提出了一种数控铣削效率的测评方法以及程序管控思路,能有效从工艺源头控制程序效率,防止低效的程序流入生产现场导致大量的时间浪费,从而提高数字化生产型企业的交付速率,提升企业核心竞争力。     

星载跟踪控制系统设计及其抗扰动分析

针对星载目标跟踪要求高精度及快速响应能力,但同时存在力矩扰动等影响,分析提出了跟踪控制系统性能指标,根据预设指标,对系统进行了初步设计及串联滞后校正,并在增加加速度计的情况下,对系统进行了抗扰动分析.利用Matlab进行系统幅频特性仿真结果表明,设计的系统能较好满足预设指标,具有良好的稳定跟踪性能.     

一种直升机总体概念设计方法

使用分析以及统计的方法,针对单旋翼带尾桨构型直升机提出了一种直升机总体概念设计的方法.首先根据直升机的主要设计要求,确定直升机总质量、发动机需用功率、旋翼半径、桨叶实度、废阻面积以及桨尖速度等总体参数.然后通过对直升机气动布局参数的统计与归纳,初步确定直升机的气动布局参数,利用这些参数对直升机总质量重新估算,经反复迭代后得到一组可以进行飞行性能以及操稳性计算的概念设计参数.     

250座级翼身融合无尾布局客机操稳特性设计研究

 翼身融合(BWB)飞翼布局是未来新一代客机的热点方案之一,然而由于没有常规尾翼,面临着稳定性和操纵性方面的困难。为此,在一架250座级BWB客机布局设计研究基础上,根据平衡、增稳和机动等要求,设计了操纵面配置方案;根据适航要求和电传飞机飞行品质要求设定增稳目标,并将其直接纳入特征结构配置要求中,通过前向通道修正响应类型,保证获得与飞行阶段相适应的响应特征和满意的飞行品质参数;为了提高安全性,在增稳控制设计基础上,在指令回路增设了姿态保护和限制模块。研究结果表明, 该设计方案能够提供较合适的稳定性和操纵性,控制增稳后具有满意的飞行品质,保护模块可达到预期效果。     

飞行模拟器操纵负荷系统的无源性设计

 操纵负荷系统是飞行员与飞行模拟器之间的接口装置。提出了这种人在回路的实时控制系统的一种新的设计思想,这种设计将无源性与阻抗的概念结合,并将系统阻抗的频率特性作为定量设计的手段。基于频率分析,控制器设计中应增加一个阻尼项,使传递到操作员手上的阻抗与飞行环境的阻抗相匹配。并指出,系统中的力伺服系统的阻尼比应在0.5~0.8范围内以满足这个虚拟环境的无源性要求。操纵负荷系统的无源性可保证整个仿真系统的稳定性。所提出的设计思想还可推广应用于其他各种虚拟环境的设计。     

基于3D-PLM协同的航空复杂产品生命周期质量管理技术研究

目前我国航空复杂产品制造企业在PLM技术应用方面取得了一定的成果,在主机厂、所之间已经实现了基本的协同研制和生产,虽然这种协同模式未能包含诸如发动机和机载设备的供应商,但已在航空工业内部探索了价值链前端的部分协同,同时也开展了PLM多项目并行协同的数字化平台建设,这些都为基于3D-PLM协同的产品生命周期质量管理奠定了良好的基础。     

气流展纤工艺中不同压差和送丝速度对碳纤维展宽的影响

为探究气流展纤工艺中不同出口压差和送丝速度对碳纤维丝束展宽效果的影响,依据Venturi原理,搭建气流展纤试验平台,并记录大丝束碳纤维展宽过程,计算不同工艺参数下碳纤维丝束在不同阶段的展宽率和展宽均匀程度。研究结果表明：通过搭建的气流展纤试验台,能获得展宽率高于400%,展宽均匀程度在90%以上的碳纤维丝束,得到的碳纤维丝束的展宽率与出口压差呈正相关,与送丝速度呈负相关;碳纤维丝束的展宽均匀程度与出口压差呈负相关,与送丝速度呈正相关。