航空发动机多轴加载试验系统与装配偏差识别研究

航空发动机高压转子具有典型的螺栓连接结构。为了研究螺栓连接的装配性能与复合载荷之间的作用关系,开发了一套具有轴向拉力和横向振动同时激励的多轴加载试验系统。设计了试验系统稳定性与螺栓装配偏差的试验方案并开展测试分析。试验结果表明,多轴加载系统控制激振前后轴向载荷变化范围不大于0.003 kN时,频响特性稳定有效;当不同位置螺栓存在装配偏差时,会同时对振动响应频率和幅值产生影响。最后建立XGBoost智能算法,利用特定频响峰值与幅值有效识别了螺栓装配偏差方位角。     

机载电子设备在海洋环境中的腐蚀分析

为了分析清楚机载电子设备部件在海洋气候环境中发生腐蚀现象的原因。对发生腐蚀的壳体、螺钉和连接器进行取样,对样品的正面及切片的横截面利用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线光电子能谱仪和红外线光谱分析仪等技术手段进行分析。通过分析表明电子设备不仅遭受盐雾环境腐蚀,而且还有浸渍海水的现象。针对机载电子设备腐蚀分析的结果,结合工程设计经验,从机载电子设备结构设计、防护工艺两方面提出了具体的改进方法来避免或减少腐蚀现象的发生。     

基于阻尼最小范数法的四轴转台逆运动学算法分析

由于三轴转台在仿真过程中会产生运动学奇异,因此无法模拟大角度全姿态的飞行运动。四轴转台通过在三轴转台的基础上增加一个冗余轴,利用冗余自由度的特点可以有效规避三轴转台的奇异性。针对四轴转台中冗余自由度的逆运动学求解,采用加权最小范数法构建了等式的约束优化条件,并通过引入阻尼因子增强了求解的鲁棒性。最后,为了降低由消除闭环迭代引起的误差,在算法中进一步引入了二次计算,从而最大程度地提高了框架角解算的准确性。通过仿真分析,所提出的方法可以进行四轴转台的框架角解算且角度变化平稳,满足仿真周期为1ms的测试需求,理论解算精度可以达到10^-11量级。     

三维编织复合材料圆柱壳轴压下的屈曲分析

根据边界层理论,采用奇异摄动法,考虑非线性前屈曲、大挠度和初始几何缺陷的影响,分析在固支条件下,三维四向编织复合材料圆柱壳在轴压下的屈曲和后屈曲性态,讨论了纤维体积含量、几何参数等因素对圆柱壳屈曲的影响.结果表明,纤维体积含量、编织角和初始缺陷对编织复合材料圆柱壳的影响是不可忽视的.     

天基成像跟踪关键技术研究

介绍了天基成像跟踪的工作原理,对成像跟踪关键技术进行了研究.提出利用激光成像目标反演技术进行目标识别跟踪,并分析了星上可见光红外扫描探测技术.最后提出天基平台复合轴跟踪系统可以采用两种设计方法,并介绍了特殊环境下的视轴稳定技术,为天基成像跟踪平台的设计提供参考.     

基于姿态在线规划的两轴转台过顶盲区规避

过顶盲区问题是目标在两轴转台奇异点附近区域运动时，转台不能正常跟踪目标的一种现象.从数学和物理上对过顶盲区性进行解释说明，结合工程研制的一些约束条件，提出基于姿态自主在线路径规划的过顶盲区规避策略及具体实施办法，对该策略的假设条件进行了建模和误差估计.最终仿真证明本策略满足预期，适于工程应用.     

采用MSCMG群的卫星平台敏捷机动控制地面闭环试验验证

针对新型惯性执行机构磁悬浮控制力矩陀螺(Magnetically suspended control moment gyro, MSCMG),基于金字塔构型开展卫星平台敏捷机动控制地面闭环试验研究,以验证MSCMG的姿态控制性能。首先基于MSCMG搭建卫星平台控制地面试验系统,建立数学模型;接着针对气浮台外界扰动抑制及大角度敏捷机动控制问题,基于变参数滑模控制设计姿态控制算法,采用鲁棒伪逆方法进行MSCMG群框架角速度分配;并针对MSCMG的特性对框架角速度和角加速度进行了限幅,开展闭环控制试验研究。试验结果表明,采用MSCMG进行气浮台姿态稳定控制实验,可以实现姿态稳定度优于5×10~(-4)(°)/s,且在实现30°/15 s的机动指标时,MSCMG框架角速度具有良好的跟踪性能,且磁悬浮转子在输出大力矩时仍然保持稳定悬浮,具有较强的鲁棒性。通过地面闭环试验验证了MSCMG作为姿控执行机构的优异性能,为其未来进一步应用研究奠定基础。