空间平台的自主动量管理

本文介绍用于空间平台的动量管理系统的设计问题。假设作用在飞行器上的外力矩是具有周期项和佛置项的重力梯度力矩和气动力矩。其周期性力矩的积分即周期性动量矩,该动量矩存贮在动量存贮执行机构中。偏置力矩将组合利用磁去饱和力矩和重力梯度去饱和力矩加以抵消。这些力矩是利用这个研究计划中发展起来的控制律在轨道频率下产生的。     

环境物体对全张量重力梯度仪的影响

在重力梯度测量过程中,由于重力梯度测量仪器周围可能有物体存在,由此产生引力梯度,这种变化可以直接被重力梯度仪所敏感.以概念中的十二加速度计组成的全张量重力梯度仪为例,根据万有引力定律,得到梯度仪敏感引力梯度计算的理论逼近公式.使用Matlab软件根据物体处于不同位置时进行仿真,得到了重力梯度仪敏感的9个梯度张量值.通过对仿真结果分析可知,物体距离重力梯度仪中心位置越远,环境物体对梯度仪的影响越小.最后给出了减小这种影响的措施.     

异步电机直接力矩控制系统的仿真研究

直接力矩控制是交流调速中的一种新颖的、有效的控制方法。本文以异步电机的数学模型为基础对直接力矩控制进行了理论分析。给出了三种典型的磁链模型和力矩模型。对基于电压模型的直接力矩控制系统进行了仿真研究，并给出了仿真结果。     

电铲履带系统Adams ATV动态仿真

针对重型履带系统复杂的车辆 地面力学问题，使用Adams ATV模块建立电铲整机模型，准确计算在软地面爬坡、转弯和越障等工况下履带系统的驱动力矩和支重轮受力。爬坡工况下履带系统驱动力矩仿真结果与理论值基本一致，转弯工况下驱动力矩理论值与仿真结果的相对误差在2.5%～26.2%区间；原地转弯所需驱动力矩与12.5°坡角爬坡所需驱动力矩接近。在硬地面越障时，支重轮受力最大值占整机总重力的41.8%。与实际使用值对比结果表明，仿真结果和理论计算值可作为方案设计的参考，且理论计算值偏于保守；各工况计算结果可为动力配置和后继强度设计提供依据。     

基于矩形棱柱结构的单轴重力梯度仪设计

为了实现在共振的模式下进行重力梯度测量,提出一种基于矩形棱柱结构的单轴重力梯度仪.该重力梯度仪基于扭矩式测量原理,质量块采用矩形棱柱形,可减小随机噪声,提高空间分辨率.此设计结构实现了在被测方向上重力梯度值的准确测量,减少了其他方向重力场对测量的影响.给出了矩形棱柱结构重力梯度仪的系统数学模型,设计了一种单轴重力梯度仪的结构并进行了结构仿真.通过测试结果表明:该重力梯度仪实现了系统在共振的模式下进行重力梯度测量,具有结构设计简单,灵敏度高等特点.     

航空重力梯度仪研究现状

本文给出了重力梯度的具体涵义,重点介绍了目前正在使用和处于研发阶段的4种航空重力梯度仪的原理及存在的问题.并总结指出在航空重力梯度仪的研发过程中的一些关键技术及后续研究中需要注意的一些问题.     

四轮轮毂电动汽车航向跟踪自抗扰控制

设计了一种用于四轮轮毂电动汽车航向跟踪的高性能控制策略,采用双层控制结构,包括直接横摆力矩制定层和转矩分配层.在直接横摆力矩制定层,分析了汽车航向的动态模型,并通过数学变换,创新性地设计了两个串联起来的自抗扰控制器,计算出了跟踪设定航向角所需的附加横摆力矩;在转矩分配层,设计了转矩分配算法.通过Matlab/Simulink仿真验证了所设计控制策略的有效性.     

四轮轮毂电动汽车横摆角速度自抗扰控制

汽车的横摆角速度对汽车稳定性和安全性有较大影响,针对汽车行驶控制时的抗干扰能力,目前还没有特别有效的汽车横摆角速度控制策略;创新性设计了基于自抗扰控制理论的用于四轮轮毂电动汽车横摆角速度的高性能控制策略;首先分析了汽车横摆角速度控制的动态模型,并通过数学变换,将其转换为二阶自抗扰控制器被控对象的标准形式;再设计双层控制结构,包括直接横摆力矩制定层和转矩分配层;在直接横摆力矩制定层,利用二阶自抗扰控制器计算出控制汽车横摆角速度所需的附加横摆力矩;在转矩分配层,设计了转矩分配算法,利用附加横摆力矩得到4个车轮的指令转矩,进而控制电动汽车横摆角速度;最后,通过Matlab/Simulink和汽车动力学仿真软件CarSim联合仿真验证了所设计控制策略的有效性。     

中间件平台的反射技术

当前的中间件系统缺乏灵活性和适应性，难以适应环境改变和不同用户需求。反射机制提供了系统所需灵活性和适应性的理论方法，而对元信息的表示和管理是实现反射机制的关键。首先介绍了反射机制的原理；然后重点阐述了对元信息的管理，给出了关于元信息管理的现有标准；最后给出一个服务质量(QoS)管理的构架模型，并提出了中间件领域所面临的一些挑战。     

光电稳像平台扰动力矩估计与自适应补偿

针对飞行器光电稳像平台在强气流冲击下，质量不平衡等系统内在因素所引起的扰动力矩增大，导致系统视轴稳定（LOS）精度严重下降的问题，提出了一种典型两轴直角正交结构稳像平台的扰动力矩模型，此模型考虑了框架间运动耦合的影响.针对扰动力矩信号重构过程中的多传感器噪声影响问题，提出了无迹卡尔曼滤波扰动力矩在线估计方法，并构建力矩前馈控制回路，实现了对扰动力矩的自适应补偿.半实物仿真实验结果表明，扰动力矩估计的收敛速度快，估计过程平稳.在0.5 Hz～4 Hz特征频点的载体扰动下，相比于带有摩擦力矩补偿的扰动观测器控制方法，系统视轴稳定精度提高了10.9%～29.3%.     

潜艇潜浮过程中均衡操纵的建模与仿真

该文通过分析艇体在潜浮过程中所受的力和力矩的变化,建立潜艇前浮运动的基本方程,计算出浮力差和力矩差：通过操舵与均衡水柜注排水进行行进间均衡,建立舵效模型和注排水模型;在对潜艇潜浮过程的模拟的基础上,对潜浮和均衡的操纵方法进行仿真研究,即在潜艇有总纵倾和无纵倾定深控制时,通过操随航速变化首尾舵平衡角进行控制,同时给出补充均衡的实例;结果表明所建立的模型是正确有效的。     

四足机器人对角小跑起步姿态对稳定步行的影响

对四足机器人对角小跑步态下绕支撑对角线的翻转力矩建立了力学模型，分析了该力矩对机器人运动姿态及稳定步行的不利影响，并提出了利用起步姿态来削弱翻转力矩不利影响的方法——三分法．     

利用肌电信号求解关节力矩的研究及应用综述

表面肌电信号(surface electromyography, sEMG)是人体的易于检测的神经信号,其富含大量人体运动信息。利用肌电信号作为输入信号,结合相关生物学模型分析肌电信号同肌肉力和对应关节力矩之间的关系,对于深入理解分析人体动力学具有重要意义。本文详细归纳总结了利用肌电信号求解人体关节力矩方法的研究成果,同时介绍神经肌肉骨骼模型的计算及优化过程,给出部分模型生理参数为之后的研究提供参照,并给出现阶段该方法在人体关节力矩求解中的应用。通过分析该求解过程中所面临的一些问题,总结出该方法的发展展望,为之后的研究提供参考。     

重力梯度传感器数据的模拟及其辅助导航

针对目前国内重力梯度数据难以获取的现状,研究重力梯度正演算法中矩形棱柱法来获取重力梯度数据,并将其应用到重力梯度辅助导航中。同时针对目前大多数匹配算法依赖于惯性导航系统(INS)的初始位置误差和在重力梯度变化不明显的区域定位精度不高的问题,提出重力梯度差异熵调节的概率神经网络算法作为匹配算法。在6个网格的初始误差下进行仿真实验,结果表明:该算法是正确的和有效的,匹配精度优于传统的概率神经网络匹配算法。     

仿生六足机器人步态设计与运动仿真

仿生六足机器人稳定性好、灵活度高在众多领域得到了使用。为实现对六足机器人的运动控制和性能分析，通过构建机器人D-H连杆坐标系结合机械结构参数，确定了运动学正解、逆解表达式；设计可修改参数的机器人行走参考步态，引入了控制机体保持水平的姿态控制和适应不平整地形的腿着陆控制。以MATLAB的Simulink作为仿真环境，构建机器人模型，完成运动仿真，并对测量到的运动数据和腿部关节输出力矩进行分析。其结果表明，机器人能够跟随所设计步态生成的轨迹连续稳定行走，使用基于模型设计的方法，验证了所提算法的正确性和可行性，最后得到了腿部各关节力矩分布，为后续六足机器人设计与运动控制提供参考。     

行为受限下Acrobot起摆平衡控制研究

Acrobot是一种典型的二自由度欠驱动机械系统,针对实际中可能存在的杆二摆角及驱动力矩受限的问题,研究了行为受限下系统的起摆与平衡控制问题.将整个过程分为起摆和平衡2个阶段,首先利用垂直向上不稳定平衡点处近似线性模型,设计了基于LQR方法的平衡控制器,并以减小平衡控制过程力矩为目标讨论了切换姿态的优化问题;起摆控制采用了基于参考路径的能量泵入法,提出了一个改进的参考路径,采用部分反馈线性化方法实现对参考路径的跟踪,可以保证摆角在一定范围内摆动的情况下系统机械能不断增加,使起摆结束时具有更优的切换姿态,从而更容易切换至平衡控制阶段,同时使得平衡控制过程更加平稳,所需力矩更小.最后给出了实物实验结果,证明了所提控制策略的有效性.     

基于HLA的卫星姿态控制系统数学仿真

该文针对三轴稳定卫星的姿态控制系统，着重考虑重力、光压、大气、地磁对其姿态的影响，并对这些环境因素的力矩作用效果建模，利用所建模型对卫星具体构形进行计算，形成一个以飞轮作为主动力矩、通过磁力矩卸载的闭环稳定系统。整个系统在符合高层体系结构HLA标准的商业RTI——pRTI下，建立了SOM／FOM模型，实现了控制器、姿态力学和干扰力矩、管理者各联邦成员之间的信息传递以及仿真问的互操作，并促进了仿真资源的重用，最后对卫星姿态角随时问的变化进行了显示。     

悬线有夹角的三维悬线式蓝光光学头力矩器的仿真研究

对具有聚焦、循迹和倾斜补偿功能的悬线带夹角的三个运动自由度的蓝光光学头三维悬线式力矩器建立了模型,以有限元作为分析手段,分析了其空间磁场和受力情况。模态分析得到力矩器循迹、聚焦和倾斜三个模态分别为50.470Hz、54.754Hz和205.23Hz,分别与实验比较误差小于1%。等效阻尼系统来模拟阻尼胶的阻尼效果,谐响应分析得到力矩器的特性曲线多普勒曲线。通过与实验比较,所建立的模型能够真实地反映该力矩器的特性。     

基于虚拟样机技术的发动机建模与扭振分析

在建立动态发动机刚性模型的基础上,结合有限元软件ANSYS,计算出曲轴各阶模态的频率,从而得到含柔性曲轴的动态发动机模型;然后对该模型进行动态仿真,计算出发动机的扭振激振力矩;再对激振力矩进行离散傅立叶展变换,分析各谐次所对应的激振力矩的谐值;最后对发动机模型在共振工况进行仿真分析,求得危险轴段处的扭转应力,分析其安全性能.所提供的这种基于虚拟样机技术的发动机曲轴系扭振分析方法为实际中发动机曲轴系扭振分析,提供了一定的参考依据.     

一种新型航空重力梯度装置的研究

本文在Bell宇航公司所开发测量航空重力梯度装置的基础上,构想并推导了一种新型的,由八个加速度计组成的重力梯度装置的结构及其工作原理,并总结指出该装置可以提高航空重力梯度测量的精度.