四元数在弹射座椅性能仿真中的应用

针对弹射座椅性能仿真中欧拉角速率方程在大幅度姿态运动时存在奇异性,以及四元数法由于姿态角的有界性而出现跳跃、难以实现全姿态角的问题,提出了四元数与欧拉角相结合的方法.阐述了四元数的定义、几何意义及四元数表示的运动学方程.通过四元数到欧拉角的转换,给出了仿真中四元数的积分初值计算公式;分析了弹射仿真中姿态角的跳跃和间断问题.以某型号座椅为例进行了仿真计算,通过对比仿真结果和试验数据,确认了仿真的有效性;与采用单一四元数法的仿真结果进行对比表明,该方法充分结合了四元数与欧拉角速率方程的优点,有效解决了欧拉角速率方程的奇异性和弹射仿真中全姿态角的实现.      

基于双焦单目视觉的航天器间相对位姿确定算法

文章首先利用双焦成像算法确定航天器间的相对位置,再利用相对位置确定两个航天器间的相对姿态,最终获取相对位姿参数的解析解。在给定相机两个独立焦距条件下,对双焦深度估计误差进行分析,指出影响其精度的因素,并对相对位姿参数估计精度进行了讨论。最后,对该算法进行数学仿真,仿真结果表明该算法能够满足航天器相对位姿确定精度和实时计算要求。     

烧蚀对再入体绕流电子数密度影响的数值研究

从化学非平衡NS方程或其简化形式(粘性激波层方程、PNS方程)出发,采用分区求解的方法数值模拟含泰氟隆烧蚀产物的高超声速再入体流场.首先计算分析了RAM-C飞行试验状态和一个考核算例,对计算方法和程序作了初步验证.其次耦合烧蚀壁面边界条件和流体控制方程,采用19组分28个反应的化学反应模型,对有、无烧蚀情况下高超声速钝锥体再入绕流及底部流场进行了数值模拟,深入分析了烧蚀产物对再入流场电子数密度及温度分布的影响.     

机加工表面轮廓分形维数的两种计算方法

基于W-M分形函数提出了机加工表面轮廓分形维数的两种实用算法，即功率谱法和结构函数法．通过使用具有已知分形线数的W-M函数离散数据计算的结果表明，结构函数法比功率过算法准确．并且用两种算法分析了车削加工表面轮廓分形推数D与Ra之问的关系，进而表明Ra值越小，D值越大，此时的表面微观结构越精细．     

常用词"让"、"数"、"责"、"怪"的历时考察

论文考察了语用义为责备义的"让"、"数"、"责"、"怪"这一组同义动词的历时演变,我们认为:先秦时期,主要是使用"让"、"数"、"让"最为常见.到了魏晋南北朝时期,"责"上升为这一时期的核心词.唐宋时期,"怪"作为口语中的常用词迅速发展,"责"在口语中使用减少,在史书及正式文献中使用较多,而"让"、"数"基本上退出这一语义场,到了元明清时期,"怪"最终成为核心词.     

四旋翼无人机建模及其四元数控制律设计

对四旋翼无人机进行建模与控制.在建模时采用了物理机理建模方法,尤其是对电机和螺旋桨进行了详细的建模,然后应用四元数对所建的模型进行了姿态角的控制.首先将欧拉角转换为四元数,然后求出误差四元数,接着由误差四元数推导出所要转动的角度和所要绕的轴.在此基础上,又对各个方向上的速度进行了控制,并与PID控制结果进行了对比.仿真结果表明,基于四元数的控制律更能有效地控制四旋翼速度较大的情况.     

数值模式诊断量在航空运行决策中的应用

航空运输受灾害天气影响严重,引入数值预报模式进行天气诊断分析,可提高气象信息的准确性和实用性,对航空公司采取及时、有效的运行控制决策有重要的实际意义。以发生在北京地区的一次特大暴雨天气为例进行研究,利用新一代中尺度WRF模式对当时北京区域的大气状态进行了数值模拟,对模拟结果分别从能见度、抬升凝结高度、低云碎片量、理查逊数(Ri)等方面进行诊断分析,发现诊断结果与实际探测数据有很好的一致性,因此可利用数值模式为航空器起降及巡航阶段提供气象信息保障,为航空管制人员提供更快捷、有效的气象信息,提高运行决策的效率。     

卫星数管等效器自校准功能的软件设计

针对某卫星数管等效器,设计了适应其自校准功能的软件部分。利用最小二乘法的曲线拟合方法以软件实现对AD的校准功能,提高数据采样的精度;根据参数校准的校准方法,阐明软件的设计思路与实现形式。设计表明,数管等效器的自校准功能能够满足其硬件的要求,提高可靠性,软件设计合理。     

高超声速热流高精度数值模拟方法

通过高超声速下钝锥热流的计算,对影响热流计算精度的因素进行了综合研究.获得了壁面法向网格Re数对热流计算的影响规律.采用边界高阶插值,提高了热流计算精度.用Roe和AUSM(Advection Upstream Splitting Method)+格式搭配minmod和混合limiter两种限制器,探讨了空间离散方法及限制器的耗散性对热流结果的影响.应用五阶WENO(Weighted Essentially Non-Oscillatory)方法,对高阶格式计算热流的性能进行了细致研究,最终确立了网格依赖小,热流精度高的计算方法.研究认为:高阶格式不但可以放宽热流计算对网格Re数的限制,同时使得格式对本身计算方法的依赖性也变小.      

利用TLE数据分析LEO卫星轨道异常的新方法------综合判据法

及时准确地发现在轨卫星的轨道异常意义重大. 通过有效的异常算法, 能够找出发生轨道异常的碎片或航天器, 为空间碎片碰撞预警系统分析和验证碰撞事件提供数据支持. 通过对利用TLE (Two Line Elements)数据分析LEO在轨卫星轨道异常的方法研究, 提出了一个利用单个卫星相邻根数时间差控制加综合判据的判别方法. 分析表明, 相对于取单一因素阈值的判别方法, 综合判据法能够最大限度地减少漏判, 并且保持相对较高的判断准确率.