Aeroservoelastic modeling and analysis of a canard-configured air-breathing hypersonic vehicles

Air-breathing hypersonic vehicles (HSVs) are typically characterized by interactions of elasticity, propulsion and rigid-body flight dynamics, which may result in intractable aeroservoelastic problem. When canard is added, this problem would be even intensified by the introduction of low-frequency canard pivot mode. This paper concerns how the aeroservoelastic stability of a canard-configured HSV is affected by the pivot stiffnesses of all-moveable horizontal tail (HT) and canard. A wing/pivot system model is developed by considering the pivot torsional flexibility, fuselage vibration, and control input. The governing equations of the aeroservoelastic system are established by combining the equations of rigid-body motion, elastic fuselage model, wing/pivot system models and actuator dynamics. An unsteady aerodynamic model is developed by steady Shock-Expansion theory with an unsteady correction using local piston theory. A baseline controller is given to provide approximate inflight characteristics of rigid-body modes. The vehicle is trimmed for equilibrium state, around which the linearized equations are derived for stability analysis. A comparative study of damping ratios, closed-loop poles and responses are conducted with varying controller gains and pivot stiffnesses. Available bandwidth for control design is discussed and feasible region for pivot stiffnesses of HT and canard is given.     

具有伯努利分布丢包网络控制系统的保性能控制器设计

针对一类服从伯努利分布丢包的网络控制系统,讨论了其保性能控制器的设计问题,将网络控制系统建模为一类具有不确定性参数的离散系统,利用Lyapunov稳定性理论,给出了系统的稳定性条件,结合一个最优二次型性能指标,推导出该类系统保性能控制器的存在性,并将系统保性能控制器设计问题转换为求解线性矩阵不等式(LMI)可行解问题。最后,通过仿真算例验证了此控制方法的有效性和可行性。     

悬停状态下旋翼桨叶气动弹性稳定性分析及试验

研究直升机旋翼桨叶在悬停状态下挥舞-摆振-扭转全耦合运动的气弹稳定性。应用哈密顿原理推导桨叶运动的非线性偏微分方程, 推导气动载荷时采用了准定常气动理论, 并应用Galerkin有限元素法离散空间变量, 利用特征值分析来研究系统的稳定性。以海豚直升机为工程实例, 分析计算了其桨叶的气弹稳定性, 还进行了旋翼模型气弹稳定性试验研究, 确定旋翼结构参数对气弹稳定性的影响, 并同计算结果进行了比较, 得到了一些有意义的结论。      

民用飞机失速特性研究

民用飞机失速特性和失稳特性的优劣直接影响飞机的安全性。从平尾修形、外侧缝翼缝道参数、内侧缝翼分离面等几个方面考虑,深入研究了失速特性和失稳特性的影响因素。本研究结果,为一般民用飞机失速特性设计提供切实有效的措施。     

轴承支承总刚度对液体火箭发动机涡轮泵转子系统稳定性影响研究

针对低温液体火箭发动机涡轮泵转子非线性系统开展了轴承支承总刚度对稳定性的影响研究.建立了涡轮泵转子非线性系统的动力学模型,分别研究了没有安装偏心和存在安装偏心条件下泵端和涡轮端轴承支承总刚度变化对转子系统稳定性的影响,给出了失稳转速随支承刚度的变化规律.研究表明:泵端轴承支承总刚度对稳定性影响较大,涡轮端轴承支承总刚度对轴系的稳定性影响较小.     

大型立式强力数控旋压机控制系统稳定性调节

本设备为某大型立式三旋轮强力数控旋压机,采用封闭式整体框架结构,以加工薄壁筒形件为主。毛坯材料为超高强度钢、不锈钢和有色金属,设计要求旋轮座径向最大推力500kN/轮,轴向最大推力333kN/轮,机床轴向坐标行程1600mm,径向和轴向定位精度分别为0.02mm和0.04mm。设备旋压吨位大、行程长、位置精度高,控制系统采用数控系统控制液压驱动的全闭环控制模式。本文论述了采用Siemens840D数控系统和西门子液压驱动模块控制高频响比例伺服阀,驱动非对称液压油缸的大型立式旋压机系统稳定性的调节。     

氨水与金属离子对ADN基绿色推进剂稳定性影响

氨是ADN基绿色推进剂中常用的助剂,同时推进剂在储存与使用过程中,可能有微量过渡金属离子引入。为研究氨与金属离子对ADN基推进剂冰点与常温贮存稳定性的影响,本文采用GB/T 2430-2008的喷气燃料冰点测量法研究了氨对ADN-水体系冰点的影响,并采用美军标STANAG 4582的微量热加速老化法研究了氨与过渡金属离子对ADN-水体系常温贮存稳定性的影响。实验结果表明,氨在ADN推进剂体系中是一种优秀的助剂,可有效提升ADN基绿色推进剂的稳定性与使用温度范围。痕量Fe3+与Cr3+（≤15ppm）的引入使ADN基绿色推进剂的稳定性有小幅提升,而30ppm Fe3+、Cr3+与痕量Cu2+的引入使ADN推进剂稳定性略有下降,但仍在安全贮存使用标准范围内。可进一步探究氨与痕量Fe3+、Cr3+的最优化用量,以进一步优化ADN基绿色推进剂的组成,令其在使用性能与稳定性能间取得较好的平衡。     

零磁通直流电流传感器及其在电流标准源中的应用

介绍零磁通电流检测原理,探讨100A直流电流测量用传感器的设计方法,对该传感器在高精度直流电流标准源中的应用进行论述。     

带有挠性附件卫星的自适应内模控制

导出了带有“拍打”运动的挠性卫星数学模型 ,并指出模型的不确定性 ;给出了卫星姿态控制器的基本形式 ,并分析了控制器参数的选取准则以保证姿态控制系统的稳定性 ;进而利用在轨辨识在线修正控制器参数形成了卫星姿态的自适应内模控制器。分析和仿真结果表明 ,所提出的自适应内模控制器能够有效提高大型卫星的姿态指向精度和稳定度     

亚轨道飞行器无动力自动着陆的横侧向控制

针对重复使用亚轨道飞行器无动力自动着陆的横侧向控制,偏航通道根据状态反馈和输出反馈理论将“偏航角速度+偏航角”反馈转换成适于工程应用的“偏航角速度+侧向过载”控制方式;滚转通道设计了“滚转角速度+滚转角”控制方式,在此基础上首次推导了BTT控制方式侧偏距回路的稳定性分析原理,并据此理论设计了横侧向回路的控制参数.仿真结果表明所设计的横侧向控制器能够快速消除侧滑角,有效消除侧偏距,并且对平稳风和切变风有较强的鲁棒性.