基于PX4飞控的多旋翼无人机编队跟踪系统设计

为解决单架无人机续航能力不足、执行任务单薄、应用场合受限等问题,目前多无人机协同跟踪具有极其重要的研究价值。以多旋翼无人机为研究对象,设计了一种基于PX4飞控的多旋翼无人机协同编队系统。利用飞控底层软件,将设计的制导律进行移植,通过ROS系统对无人机进行外部控制,各个僚机和长机之间能够实时获取其他无人机位置,然后通过控制器得到指令速度,从而形成预设跟踪编队。仿真实验结果表明,整个编队系统对目标的跟踪精确有效,并且所设计的制导律可以在PX4飞控架构下实现对地面目标的编队跟踪,提高了多旋翼编队跟踪系统的稳定性。     

基于有效中转时间预测的不正常航班恢复技术

不正常航班恢复问题研究通常基于固定航班中转时间,忽视了实际航班中转时间的改变对航班恢复带来的影响。对此,依据全国235个机场的全部运营航班数据抽取机场-航班特征,构建了基于LightGBM的航班中转时间预测模型,预测航班的有效中转时间,数值结果显示,航班中转时间预测模型预测的均方根误差为6.783 min。构造了基于有效中转时间的不正常航班恢复模型,并针对性地设计了求解该模型的列向量生成算法,构造的模型通过取消、改变计划时间、更换飞机等方式,分别在最小化航班延误时间、取消个数、换飞机个数的目标下,解决机场流量下降、机场关闭、飞机维修等不正常条件下的航班恢复问题。通过航空公司实际运行数据测试证明,基于有效中转时间预测的不正常航班恢复技术有效,在大规模航班恢复的情况下,可以将总延误时间减少34.2%。将列向量生成算法与时空网络算法的结果进行对比,所提出的恢复方法能降低航班恢复代价。      

航天大功率电动伺服系统功率驱动设计及验证技术

针对运载火箭30 kW以上功率等级电动伺服控制驱动器的研制要求,设计了一种强环境适应的大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)功率驱动模组。通过对火箭固体助推发动机工作环境分析,设计了基于光耦驱动器件的功率驱动与保护电路;为有效提升功率驱动模组在高压大电流工作时的可靠性,采用降低功率主回路杂散电感与IGBT有源钳位闭环控制相结合的方法,有效抑制IGBT在大电流关断时的电压尖峰;通过对动力电进行滤波处理,有效解决高压高频信号通过线缆传输时对控制驱动器内、外部的电磁干扰问题;通过IGBT功率驱动电路的单双脉冲测试及连续功率测试,有效验证IGBT功率驱动模组的高压驱动能力,为大功率电动伺服系统的可靠性提供技术支撑。     

稳定伞作用下对救生伞开伞动载影响研究

在救生伞高速空投试验过程中,由于救生伞系统在做非均加速非定常运动的同时又受到假人姿态的影响,常规空投试验获取的开伞动载数据往往离散度较大,无法真实反映救生伞的开伞性能。本文针对救生伞的前置体影响特性,提出了一种采用增加稳定伞的方法对假人自由飞阶段的姿态进行控制,并对不同工况下假人运动过程进行了仿真分析,通过3种工况的空投试验验证研究假人姿态对开伞动载的影响,对开伞时间、开伞速度、开伞动载、假人角速度以及速度损失等试验数据的相关性进行了分析。研究表明假人姿态控制对开伞程序没有影响,与不控制假人姿态试验程序相比更接近于该型救生伞前置体的实际工况。从试验数据结果分析,假人姿态控制后可以改善开伞动载数据的离散性,提高开伞动载试验数据的真实性,最大开伞动载数据可以减小8.9%。     

变体飞机关键技术进展综述

阐述了变体飞机发展动机、发展过程及最新研究现状,主要介绍了国外主要变体飞机方案的变体模式研究进展和应用情况。在此基础上重点介绍了可变前/后掠翼,可变弦长机翼,、可变展长机翼,可变弧度机翼等方案的实现原理、研究情况,研究难点和应用情况。围绕变体飞机涉及的总体综合设计,气动布局仿真与试验智能结构与材料、传感器与驱动器、自适应变循环推进系统、飞行控制和变体可靠性监测等核心关键技术进行了重点分析,并对研究难点和研究进展进行了阐述。     

大型运输类飞机燃油系统闪电防护适航符合性试验验证方法

大型运输类飞机燃油系统闪电防护适航符合性的试验验证是整个适航取证工作中的关键内容,试验对象涉及到结构、系统部件及油箱盒段,试验方法包括电流注人、小间隙电压击穿、内部电流/电压测量和引燃源检测等多种方法,试验复杂,工作量大。为了解决试验方法的选择难题,为适航验证工作提供技术指导,分析整理了试验验证中需要试验方法,研究总结了各试验方法的关键环节及重点内容,基于实际应用验证了方法的可行性,这些方法可用于各类军民用飞机燃油系统闪电防护性能的验证。     

腿臂融合型在轨装配机器人运动建模与步态规划

针对目前机器人在轨装配存在的作业效率低、空间操作受限、环境感知不完全等问题,提出一种腿臂融合型在轨装配机器人。首先,使用D-H法建立了腿臂融合型装配机器人运动学模型,并对其单个腿部进行正逆运动学分析,得到单个腿各个关节角和足端之间的运动关系;其次,分析了腿臂融合型装配机器人的行走步态和装配步态,行走步态中分析了二步态和三步态,装配步态中分析了单臂装配和双臂装配,使机器人达到平稳的行走和装配;最后,基于ROS(robot operating system)搭建仿真平台并对行走步态进行了仿真验证,结果表明提出的方法能够有效用于该机器人的行走。     

大型对日定向装置大开口复合材料主承力架传力设计及验证

根据大型对日定向装置的结构特点和受力特性,调整传力结构,充分利用纤维增强复合材料结构的可设计性,开展优化设计。在保证高刚度和轻量化的同时,克服结构大开口带来的承载能力不足,设计出结构质量与承载比仅为5.2%,集舱段和壳体功能于一体的大型对日定向装置复合材料主承力架结构。建立有限元模型,分别采用Tsai-Wu和最大应变2种纤维增强复合材料的强度失效准则,对其进行校核。开展静力试验,采集应变等信息,与有限元仿真分析结果展开对比。结果表明:其整体趋势一致,顺利通过试验考核。     

CO2用于气动弹射的可行性分析

针对传统气动弹射介质空气做功能力不足的问题,提出采用CO_2作为新型气动弹射介质。基于质量守恒和能量守恒定律建立了以CO_2为弹射介质的弹射热力模型,并使用该模型对比分析了CO_2和空气作为弹射介质对于弹射性能的影响。得到了弹射过程中高低压室内介质状态以及飞行器运动参数的动态变化过程。与空气相比,CO_2具有更大的做功能力。相同的热力状态下弹射相同质量的飞行器,使用CO_2可获得更大的出筒速度。CO_2作为弹射工质对于大质量的飞行器优势明显,在不减小出筒速度的情况下,使用CO_2可使负载质量提升50%以上,验证了CO_2作为弹射工质的可行性。