多自由度伺服机构负载模拟系统动态特性研究

针对运载火箭推力矢量伺服控制系统的多自由度特性问题,提出一种新的负载模拟结构并建立了数学模型。通过仿真分析了主要机械设计参数对系统动态特性的影响。建立原理性实验系统,通过扫频实验验证了伺服机构的多自由度特性。仿真和实验证明了此种负载模拟原理的可行性,从而为优化推力矢量伺服机构的设计参数以及研制大型运载火箭伺服系统的负载模拟系统提供设计依据。     

伺服机构综合负载模拟试验系统

针对大型运载火箭伺服机构所受实际负载情况,提出了一种综合负载模拟系统,能够模拟惯性、弹性、摩擦和常值负载。其中惯性负载、弹性负载以及伺服机构的柔性安装基础采用机械结构模拟,摩擦负载和常值负载采用液压系统来实现。分别对伺服机构、液压加载系统以及柔性结构进行建模,并以此为基础构造了系统的综合数学模型。仿真表明,该系统能够复现伺服机构实际工况下的负载特性,加载多余力也能得到很好的抑制。建立了负载模拟试验系统,实现了对各种负载及谐振特性的模拟,为伺服机构的地面测试和深入研究提供必要的实验基础。     

水下热动力系统半实物仿真研究

水下热动力半实物仿真试验台可提供仅次于鱼雷热动力系统热车功率试验置信度的试验手段。以实时仿真计算机、背压模拟装置、负载模拟装置、调速与驱动装置构成半实物仿真试验系统的核心,以比例和比例积分控制算法进行背压和负载压力的闭环控制,通过低通数字滤波改善数字仿真模型的稳定性,对数字仿真模型进行动态特性修正以实现半实物系统与实际系统特性的良好吻合,系统背压动态模拟精度达到了0.5%,转速和负载动态模拟精度达到了1.5%,整个半实物仿真系统获得了较高的模拟准确度。     

火箭发动机喷管伺服机构负载模拟系统设计与实验

针对火箭发动机喷管伺服机构的半物理仿真需要,设计一种可对惯性负载、摩擦力矩负载、弹性力矩负载、伺服机构安装刚度进行模拟的电液负载模拟系统。依据伺服机构负载特点,由机械的方式实现惯性负载、摩擦负载以及安装刚度的模拟,由阀控伺服马达实现弹性力矩的模拟;分别建立伺服机构系统和马达加载系统的数学模型,并为马达加载系统设计基于速度前馈补偿和力矩前馈的控制系统;进行负载模拟器的现场实验,实验结果表明,各种加载负载满足精度要求,验证了负载模拟器设计的合理性和实用性,以及控制策略的有效性。     

基于三次样条曲线的雷达目标航迹模拟

引言雷达目标航迹模拟是雷达信号模拟系统的重要组成部分,通过建立目标运动模型并对其求解,得到虚拟真实目标的航迹数据,为雷达仿真模拟系统中目标信号的实时动态生成提供必要条件。雷达目标航迹模拟的要求是能够准确地模拟实际目标的各种运动轨迹,能够模拟多     

火箭炮位置跟踪双自由度反推控制方法

针对火箭炮负载变化范围大、发射扰动力矩强和跟踪精度要求高等特点,提出了一种双 自由度反推控制方法。根据伺服系统数学模型进行逆向递推,设计了控制律,利用自由度因子调整 控制参数,并通过Lyapunov 函数证明了闭环控制系统的稳定性。对系统外界干扰及参数摄动的位 置控制进行了仿真研究,并实验研究了系统调转、等速及正弦跟踪特性。仿真与实验结果表明,该 方法保证了系统的响应速度和控制精度,对负载扰动和参数摄动具有很强的鲁棒性。     

液压转向闭式回路动态仿真建模与分析

本文研究了履带车辆液压转向闭式回路建立仿真模型的方法 ,在多个设计参数未明确的情况下 ,利用实验数据修正了仿真模型 .并分析了容积效率、输入转速、负载转矩对液压转向闭式回路动态响应特性的影响 ,这些规律可用于指导液压转向系统的设计与使用     

舰炮随动系统负载仿真研究与实现

在计算多种条件下作用于舰炮随动系统执行电机轴上负载变量的基础上,利用KOLLMORGEN公司黄金系列全数字交流伺服系统作为舰炮随动系统的负载参数模拟系统,分析了系统工作原理及编程方法,实现了舰炮负载参数的半实物仿真。     

舵机负载模拟器相平面变PID加前馈补偿控制方法

针对飞行器舵机负载模拟器加载的低精度问题,提出了相平面法变PID加前馈补偿的控制方法。在分析负载模拟器时变性和非线性特性的基础上,建立了负载模拟系统的数学模型,设计了相平面法变PID加前馈补偿的控制算法。仿真和实验结果表明:该方法增加了系统在中、低频段的容错性,适应性和鲁棒性,不仅能提高加载的跟踪精度,还能够适应大的加载力矩范围。     

液浮速率积分陀螺再平衡回路的数字化

说明了数字再平衡回路较模拟再平衡回路所具有的优点。首先论述模拟系统数字化的理论与方法，由原模拟回路的数学模型建立了数字回路的数学模型，介绍了典型动态环节的数字化实现，接着为改善系统的动态响应特性引入了数字PID控制算法及一种参数整定方法。介绍了实验样机的硬件构成和软件模块关系,最后通过转台实验验证了数字再平衡回路所具有的特点。     

基于鲁棒控制的三自由度直升机半实物仿真实验

针对三自由度直升机系统实验过程中受到外界干扰具有不确定性的问题,设计一种基于鲁棒控制的三自由度直升机半实物仿真实验方法。通过建立三通道姿态运动的动力学模型,利用鲁棒控制方法设计控制律,进行仿真实验,并将鲁棒控制程序用于直升机系统实物,利用H∞控制理论设计鲁棒控制算法进行半实物仿真实验。实验结果表明：仿真实验和半实物仿真实验均能较好地控制直升机姿态,系统模型存在不确定性或外界干扰不明确时,鲁棒控制算法仍能使姿态控制系统稳定并满足预期要求。     

微型轿车七自由度模型的仿真分析与试验研究

建立了汽车的七自由度数学模型,用能量法推导了微型轿车的加速度、相对动载、动挠度和加速度均方根值的函数式.用Matlab软件编写了仿真程序,并在汽车试验场进行了实车试验.函数的仿真曲线与试验结果比较吻合,证明了仿真分析的正确性,该方法对其它汽车的研发具有借鉴意义.     

飞片冲击载荷在环氧树脂/印刷电路板/环氧树脂界面处的传递特性

为提高弹载电路系统的抗冲击性,开展平面冲击载荷在电路灌封系统内典型界面处的传递特性研究。从试验、理论和仿真角度出发,对冲击载荷在环氧树脂/印刷电路板（PCB）/环氧树脂界面间的传递变化过程进行分析。以轻气炮为试验平台,通过多重埋入式应力传感器测得冲击载荷在界面间的变化过程;以应力波理论为基础,对应力波在多重界面间的入射、反射和透射特性进行分析,并考虑其在黏性介质中的衰减特性,计算求得冲击载荷在此种界面处传递的近似理论结果;结合文献［16］成果,对试验过程进行验证仿真。结果表明：理论、仿真结果与实测数据吻合良好;沿应力波传播方向,PCB背面处的载荷更小,更适宜放置关键元器件。     

考虑适配器弹性的潜射导弹出筒载荷特性研究

同心筒水下垂直发射导弹时潜艇是具备一定艇速的,相当于给弹体增加了侧向横流,其影响在弹体出筒阶段尤为显著,带来发射安全性和弹体结构载荷相关的诸多问题。为获得在时间和空间维度上置信度更高的导弹出筒载荷特性,并采用较少的假设,首次提出并建立了考虑适配器弹性约束和弹体三自由度的耦合求解流场和弹体运动的非定常数值模型。阐述了筒口气泡弹性对弹体载荷特性的影响,同时获得了出筒过程中的弹体运动、受载及适配器变形情况。仿真结果表明：由艇速产生的横流造成的振荡特性对导弹发射产生不利影响。结果可为同心筒水下垂直发射安全性评估和弹性结构设计提供研究方法。     

坦克全电式炮控系统低速分析和控制

针对坦克全电式炮控系统中存在的非线性摩擦力矩,采用状态变量法和分段线性法分析了其对坦克全电式炮控系统低速性能的影响。结合分析结果,设计了负载观测器,对系统的负载变化进行观测计算,并将观测值引入电流调节器,以补偿由于负载变化对系统造成的影响。仿真和实验表明采用负载观测器能有效减少“爬行”现象,提高系统的低速平稳性能。为改善坦克全电式炮控系统低速性能提供一种可行的设计方案。针对坦克全电式炮控系统中存在的非线性摩擦力矩,采用状态变量法和分段线性法分析了其对坦克全电式炮控系统低速性能的影响。结合分析结果,设计了负载观测器,对系统的负载变化进行观测计算,并将观测值引入电流调节器,以补偿由于负载变化对系统造成的影响。仿真和实验表明采用负载观测器能有效减少“爬行”现象,提高系统的低速平稳性能。为改善坦克全电式炮控系统低速性能提供一种可行的设计方案。     

考虑铰链间隙的水面并联稳定平台动力学分析

针对某小型浮式稳定平台结构紧凑、负载惯量大的特点,设计了一种以少自由度并联机构为基础的改进型串联与并联机构。根据该平台的结构特点,进行了运动学分析,推导了系统雅可比矩阵,并利用Lagrange方法建立了平台的动力学模型,分析了平台的动力学特性。为分析含间隙的支链受力,将其简化为刚体—弹簧模型,通过改进的Hertz接触理论,采用非线性弹簧阻尼模型计算接触力,最终建立了含铰链间隙的平台动力学模型。数值计算与实验结果表明了数据建模的有效性,同时铰链间隙对动平台的位置精度和动力学特性产生了显著影响,对平台结构产生了较强的冲击。     

车辆座椅变刚度变阻尼减振的研究

基于双磁流变阻尼器构建了变刚度变阻尼的座椅半主动减振系统,建立了人体-座椅的2自由度动力学模型;对该半主动变刚度变阻尼系统的座椅减振方式采取了开关控制算法.将系统模型在MATLAB—SIMULINK中进行相应的建模仿真,并与被动减振模型进行对比分析.仿真结果表明,人体加速度均方根值要减小72.8%,人体垂直位移均方根值要减小18.4%,大幅度降低了人体所受的振动强度,能有效地改善座椅的减振效果.     

制导弹药六自由度运动的Simulink建模仿真

利用数字仿真方法验证制导控制系统是现代导弹设计的重要手段,也是后续控制系统六自由度半实物仿真的基础。以某型制导增程弹药为背景,在Matlab/Simulink环境下构建其六自由度弹道仿真模型。将设计好的制导控制算法嵌入六自由度弹道模型中进行验证,仿真结果表明了此快速仿真架构的正确性和制导、控制方案的可行性。     

一体化导弹六自由度全量数学仿真系统的设计与实现

在建立导弹大规模复杂仿真系统时往往需要实现功能完善、人机界面友好的一体化仿真环境,使之集仿真试验、数据处理和可视化显示于一体.文中给出了一种一体化导弹六自由度运动全量数学仿真系统的设计及实现方式,该软件基于面向对象方法分析、设计和实现,具有仿真条件配置、仿真运行控制、仿真结果可视化显示和数据即时处理、输出等主要功能.在该仿真模型的基础上,扩展或者继承这些基础类模块,可以对各种导弹或飞行器的复杂运动模型进行建模和仿真.     

制导弹药允许发射区参数模型设计

提出了一种基于反应曲面建模(RSM)的制导弹药允许发射区参数模型设计方法.定义一个n顶点的多边形来表示允许发射区的几何形状,并采用一组二次多项式方程来建立允许发射区的数学模型.设计一组基于6自由度(DOF)模型的仿真实验来产生模型系数的训练数据集和验证数据集.其中,训练数据集对应的实验点采用D-最优设计来产生,模型系数...