改进型滑模变结构电机控制的脉振电流注入法研究

为了提高永磁同步电机无位置传感器技术的控制性能,在电机动态品质优化的研究中,以滑模变结构控制器替代传统的PI控制器,采用新型趋近律函数改进滑模控制器的输出模型,削弱了传统滑模控制存在的抖振,提高了控制系统的抗干扰能力。在分析无位置传感器技术时,引入高通谐振滤波器,采用具备以高信噪比为特点的两相静止坐标系下高频脉振电流注入法。仿真结果表明,在带高通谐振滤波器的高频脉振电流注入法中运用滑模变结构控制器,提高了转子位置估计的精度,增强了控制系统的鲁棒性。     

液体火箭发动机充液导管流固耦合动力学特性

为了深入研究流固耦合（FSI）作用对液体火箭发动机充液导管频率特性的影响,采用传递矩阵法(TMM)建立了空间导管流固耦合动力学计算模型.针对真实发动机导管开展了传递矩阵模型与传统基于附加质量的有限元(FEM)（非耦合）模型仿真计算以及模态试验验证,比较了管径、壁厚等结构参数对导管流固耦合作用的影响.结果表明:在流固耦合作用下,导管各阶谐振频率减小、而对应的流体振荡与结构振动幅值增大.管径对导管低阶频率特性的影响较壁厚对其影响更大.对于该算例,当管径大于设计值30%后,耦合作用引起的1阶频率误差高于10%,此时流固耦合不能忽略;而壁厚对1阶谐振频率的影响则小于8%.      

基于扩张状态观测器的动态逆过失速机动飞行控制

针对飞机过失速机动飞行控制问题,提出了一种将动态逆与扩张状态观测器相结合进行扰动估计补偿的新思路。根据时标分离原则将飞机状态分为快变量和慢变量,并分别设计了两个回路的动态逆控制器。在快慢回路分别引入扩张状态观测器对系统的不确定部分进行估计补偿,抵消不确定部分对系统动态特性的影响。最后对控制律进行了过失速机动仿真。结果表明,在存在较大参数摄动情况下,设计的控制律能控制飞机跟踪控制指令,表现出良好的稳定性和鲁棒性。     

高动态环境下舰载子惯导系统分段对准方法

本文在分析惯导系统现有对准方法的基础上,对于拥有高度动态性能的广泛一类的受控运动体提出了一种顺序对准方法和算法,分析了所提出方法可达到的精度和为达到所指出精度所需要的时间。     

非直通甲板舰船空气流场的结构化建模

舰船空气流场是舰载机起降安全的重要影响因素,其结构化建模是研究舰载机起降安全边界和起降动力学过程的重要支撑。直通甲板舰船的空气流场结构化建模问题已于20世纪80年代解决,并纳入MIL-F-8785C军用规范,得到了广泛应用;而非直通甲板舰船的空气流场结构形式更为复杂,近年来科研人员通过数值模拟、风洞试验或实船测量等方法开展了研究,但其结构化建模问题仍有待解决。本文的研究目的是探索非直通甲板舰船空气流场的结构化建模方法。通过对其流场结构、形成机理进行分析,采用流场特性频域分析和数据拟合方法,解析了流场的稳态、周期和随机分量,成功构建了流场结构化模型,并通过仿真验证了模型的有效性,初步解决了非直通甲板舰船空气流场结构化建模问题,得出了较为实用的结构化模型,有望为舰载直升机起降安全研究提供重要支撑,大幅减少机-舰动态配合试验的工作量,使机-舰组合风限图的制定更加高效,并为机-舰动态配合实时仿真奠定基础。     

模拟转子叶片丢失后外传载荷影响特性研究

航空适航法则及相关安全性标准中均对航空发动机叶片丢失后的安全性设计提出了要求,为此需要明确关键零件在叶片丢失后所承受的载荷环境。本文利用Newmark-β法求解载荷传递系统的瞬态运动微分方程,得到振动响应与力载荷的关系。设计了模拟转子不平衡响应试验,进行突加不平衡质量后的转子响应测试,进而通过试验件内外振动响应获得了冲击载荷的传递规律。同时为研究阻尼在叶片丢失外传载荷中的影响效果,通过控制对试验件阻尼器是否供油,进行了有支点阻尼及无支点阻尼的振动响应对比试验。研究结果表明,冲击载荷在通过静子件后会产生明显衰减,本文试验对象传递比最高仅为53%,远离转子支承处所承受的载荷远低于转子支承处的载荷。同时,阻尼会明显降低冲击瞬间的外传载荷,但对转子稳定后的稳态载荷影响较小。本文研究表明：进行航空发动机叶片丢失条件下安全性分析时,需考虑冲击载荷的衰减及阻尼影响。另外,合理的阻尼器布局将有效降低叶片丢失时产生的冲击载荷作用,有助于提升发动机的抗冲击能力。     

基于跟踪微分器的增量动态逆容错控制方法及应用

为提高飞机对干扰的鲁棒性,提出一种基于跟踪微分器的非线性增量动态逆控制方法,并基于此方法设计飞机飞行容错控制律。首先,利用传递函数补偿法同步角速度和舵面偏转信号降低角速度传感器对闭环系统的影响。然后,为克服估计角加速度时差分放大残余噪声的问题,采用跟踪微分器来替代传统差分方法,在保证角加速度准确性的同时降低测量噪声。最后,通过数值仿真验证了所提出的基于跟踪微分器的增量动态逆控制方法的性能。结果表明,该控制方法对机翼损伤故障具有鲁棒性,能够消除传感器动态对系统的影响,并且能够有效降低测量噪声对系统的影响。     

船用大功率柴油机瞬态工况油气响应及燃烧特性研究

针对船用大功率柴油机瞬态性能提升的需求,开展了增压中冷船用大功率柴油机瞬态工况动态响应及燃烧特性实验研究。研究表明,涡轮增压器惯性导致的进气滞后是柴油机瞬态工况下性能恶化的主要原因;突加载工况下,进气量响应滞后供油量响应4~5个工作循环,且进气量响应速度随初始负荷增加而增加,指示平均有效压力（Indicated Mean Effective Pressure,IMEP）等燃烧特征参数加载过程中响应速度较快,波动较小;缸内燃烧过程恶化,燃烧重心和燃烧终点较同负荷下稳态工况值均推迟。     

基于元胞自动机的飞机低空突防航路动态优化

提出了一种新型的航路动态优化算法——多层元胞自动机算法，描述了应用元胞自动机搜索飞机动态优化航路的策略。利用元胞自动机的计算并行性，使该算法大大减少了计算时间，提高了动态优化的实时性。最后用计算机进行了仿真，取得了较好的仿真结果。     

基于对偶四元数的捷联惯导算法在发射点惯性系下的应用研究

针对导弹类载体在做复杂的高动态机动时,采用传统的捷联惯导算法容易产生圆锥误差与划船误差,从而导致解算精度降低的问题,在发射点惯性系下设计了基于对偶四元数的捷联惯导算法.在建立发射点惯性系下的捷联惯导解算模型的基础上,详细推导了基于对偶四元数的捷联惯导解算算法,通过对比分析其中的速度更新过程与传统算法的差异,说明该算法可...