直升机中减速器谐响应分析与传感器优化布局

研究了多自由度的振动数学模型.通过系统的故障频率来确定振动传感器的安装位置,提出了一种基于故障频率敏感的振动传感器优化布局方法,建立了直升机中减速器机匣有限元模型.利用谐响应分析方法,对中减速器机匣施加一故障激励信号.研究表明:机匣的不同位置对激励信号响应的振动幅值明显不同,齿轮故障时往往在啮合频率及其倍频处形成以转频为间隔的边频带,对该边频响应振幅最大的位置就是振动传感器安装的最佳位置,并提出了振动传感器优化布局函数.此方法同样适用于直升机传动系统其它部件的振动传感器位置选择,也适用于其它旋转机械的振动监测.      

谐波平衡法在低速非定常流模拟中的应用

谐波平衡法是一种有效的周期性非定常流的计算方法.采用基于可压缩流的谐波平衡方程在计算低速不可压流动时,会由于对流通量计算格式中的数值粘性污染,降低解的精度和收敛性.采用预处理技术,使得基于可压缩流的谐波平衡方程可以直接用于低速周期性非定常流的计算中.选取典型的不可压方腔驱动流和低雷诺数圆柱绕流为例进行了时间推进法和谐波平衡法的计算对比.计算结果表明预处理后的谐波平衡方程适合于低速流的计算,在谐波平衡法中采用较少阶数的谐波计算就可以还原出几乎准确的非定常流场.     

平方阻尼隔振系统的性能分析与设计方法

本文利用等效线性化方法并引进某些无量纲量，考察在平方型简谐激励Ｐ（ｔ）＝ｍｅΩ２ｃｏｓΩｔ的作用下由三次非线性弹簧与平方阻尼并联而成的隔振系统的频响特性Ｚ＝Ｚ（υ），其中υ＝（Ω／ω０）２，Ｚ＝｜β｜Ｙ２，β为弹簧的三次非线性系数，Ｙ为位移的振幅。考察的重点在讨论系统频响的有界性、渐近性以及主共振频带的存在性。结果表明，在平方型简谐激励ｐ（ｔ）＝ｍｅΩ２ｃｏｓΩｔ的作用下平方阻尼比线性阻尼的隔振效果好。在响应分析的基础上，本文提出一种设计所考察的系统的方法，保证在两个额定频率的激励的作用下系统的力传递率有所要求的值。该方法的要点为根据所要求的双频传递率以及系统的无量纲的频响方程建立和求解两个关系式，定出｜β｜和平方阻尼系数α。文末举例说明了该法的步骤。     

航天器内部磁场环境主动补偿方法

为解决空间引力波探测任务中航天器磁场对惯性传感器干扰的问题,研究在航天器复杂磁环境下利用主动测控方式获取小尺度均匀磁场环境的方法.在惯性传感器周围进行分布式磁场探测,并采用球谐函数法或多磁偶极子法实现对惯性传感器外部磁源的估计,计算惯性传感器所处位置的空间磁场及其梯度分布.利用线圈技术,对磁场及其梯度进行线性补偿.讨论分析传感器数量以及磁源布局方式等因素对最终补偿效果的影响.仿真试验结果表明,通过这一方法可将惯性传感器所在区域的磁场及其梯度降低1～2个数量级,降低引力波航天器平台的剩磁控制压力,为引力波探测提供满足要求的磁场环境.      

Wave emissions at half electron gyroharmonics in the equatorial plasmasphere region: CLUSTER observations and statistics

Intense (n + 1/2) f_ce emissions are a common phenomenon observed in the terrestrial inner magnetosphere. One of their interests is their possible effect in the pitch angle scattering of plasmasheet keV-electron, leading to diffuse auroras. In this paper, we present CLUSTER’s point of view about this topic, in the equatorial region of the plasmasphere, via a statistical study using 3 years of data. Spectral characteristics of these waves, which represent an important clue concerning their generation mechanism, are obtained using WHISPER data near perigee. Details on the wave spectral signature are shown in an event study, in particular their splitting in fine frequency bands. The orbit configuration of the four spacecraft offers a complete sampling on all MLT sectors. A higher occurrence rate of the emissions in the dawn sector and their confinement to the geomagnetic equator, pointed out in previous studies, are confirmed and described with additional details. The proximity of emission sites, both to the plasmapause layer and to the geomagnetic equator surface, seems to be of great importance in the behaviour of the (n + 1/2) f_ce wave characteristics. Our study indicates for the first time, that both the intensity of (n + 1/2) f_ce emissions, and the number of harmonic bands they cover, are increasing as the observation point is located further away outside from the plasmapause layer. Moreover, a study of the wave intensity in the first harmonic band (near 3/2 f_ce) shows higher amplitude for these emissions than previous published values, these emissions can play a role in the scattering of hot electrons. Finally, geomagnetic activity influence, studied via time series of the D_st index preceding observations, indicates that (n + 1/2) f_ce emission events are observed at CLUSTER position under moderate geomagnetic activity conditions, no specific D_st time variation being required.     

空间核电源电力系统功率因数校正技术的研究

为满足我国未来深空探测、星表基地等空间任务电源系统的需求,通过采用基于空间核电源系统的功率因数校正技术来滤除和抑制由发电机产生的谐波,从而提高系统的用电效率。提出一种新型Boost PFC拓扑结构,首先分析变换器的工作原理,之后对工作在连续电流导通模式下的Boost变换器进行建模分析。通过对变换器双环控制中的电压环和电流环进行理论设计和数学推导,从而确定控制环路参数。采用PLECS仿真软件对变换器的控制策略和系统的动态响应进行验证,并实现输入电流对输入电压的零相位正弦化追踪。     

PRI变换法用于信号分选的性能研究

PRI变换是一种基于脉冲到达时间的信号分选方法,由于该算法能够有效抑制真实PRI的谐波,近年来受到越来越多的关注。首先讨论了相位因子的作用,揭示了相位因子是进行变换谱峰值累积的关键;接着通过理论分析指出了PRI变换法的局限和适用的PRI类型;最后仿真分析了该方法对分选过程所面临的信号环境的适应性。理论及仿真分析结果可作为工程应用的参考依据,具有一定的实用价值。     

微振动传感器校准技术研究

文章介绍了微振动对航天器的影响,并基于对微振动计量工作的现实需求,根据现有振动计量技术和设备状态,提出了基于虚拟仪器技术的微振动校准技术研究方案,通过适当量级的振动控制和谐波失真抑制,实现对0.05～400 Hz范围内的微振动传感器的校准,提升航天计量保障能力。     

高稳可变频率源的低杂散设计与实现

现代雷达电子对抗广泛使用DRFM 对雷达信号进行采样、存储与处理。传统频率合成技术无法同时满足高性能DRFM 对频率信号的稳定、低杂散、多路相参等指标要求。研究了频率源输出信号的抖动与杂散谐波对采样系统杂散性能的影响,结合传统频率合成技术,设计了基于FPGA和低噪声时钟抖动消除器的频率源电路,并对初级信号的谐波抑制设计了基于带通滤波器和微带滤波器的窄带滤波电路。最后,对系统的测试结果表明,本设计可输出多路频率范围为2．27～2600M Hz（分段）的频率信号,步进小于10kHz。信号相位噪声优于－95dBc／Hz ＠100kHz ,杂散抑制优于－60dBc。     

用于离心式作动器的变滑模面滑模控制

作动器系统是组成直升机结构响应主动控制（ACSR）系统的重要子系统之一,为解决离心式作动器同时实现输出力幅值、相位和频率跟踪以及输出力跟踪误差问题,提出了一种基于滑模变结构控制的变滑模面控制（VSMSMC）方法。首先,根据离心式作动器原理建立了偏心块的输出力方程以及包含参数变化、外部扰动及线性摩擦等不确定因素的永磁同步电机（PMSM）动态方程;然后,通过对离心式作动器输出力控制原理进行分析,结合滑模控制理论的特点,将离心式作动器偏心块相位控制期望信号引入滑模控制的滑模面方程,设计了基于PMSM电流环的变滑模面滑模控制律,并利用李雅普诺夫函数证明了所设计的滑模控制律的可达性和稳定性。最后,在MATLAB/Simulink环境下将所设计控制律应用于离心式作动器输出力控制进行了仿真实验,与现有方法相比,所设计控制律能够较好地同时跟踪期望谐波力的幅值、相位和频率,提高了离心式作动器跟踪精度和离心作动器启动时的输出力跟踪响应速度并具有较好的抗干扰能力。