摘要:针对欠驱动航天器的姿态调节问题,设计了基于滑模变结构控制方法的控制器．给出基于四元数的三轴稳定欠驱动航天器动力学模型和运动学模型,在此基础上首先利用广义逆和二阶滑模趋近律设计了航天器欠驱动轴的姿态调节控制律,给出了欠驱动轴控制器所具有的一般形式,分析了控制器的可实现性,并引入微小摄动量以保证控制器解的存在,在保证欠驱动轴稳定的情况下,又设计了一阶滑模趋近律控制器实现可控轴的调节,最后证明了该控制方法在干扰作用下是有界稳定的,并进行了数值仿真,验证了所推导控制律对欠驱动航天器姿态调节控制的有效性．

摘要:为提高故障系统的性能,研究了一类时滞不确定系统的鲁棒容错控制问题．针对一类典型的线性时滞不确定系统中执行机构和敏感器发生可修复故障的情况,采用线性矩阵不等式(LMI)方法,设计一种输出反馈H∞鲁棒容错控制方法,使得系统利用余下的部件仍然能稳定工作,并满足给定系统指标．将该方法在卫星姿态闭环控制系统中进行了数学仿真验证．

摘要:以第二代升力式再入飞行器为应用背景,对飞行器再入飞行后的末端能量管理方法进行了深入的研究和分析．在参考航天飞机末端能量管理方法的基础上,分析了TAEM段轨迹参数,优化设计了TAEM段地面轨迹和高度剖面,并进行了纵向和侧向制导律设计．仿真结果表明本文设计的TAEM飞行轨迹满足飞行约束条件,制导方法具有较高的精度和适应性,能满足第二代升力式再入飞行器末端能量管理要求．

摘要:针对复杂结构的振动响应分析,利用弹簧质量系统对模糊结构进行建模,建立了带有附加模糊结构的杆和梁的运动控制方程,在此基础上,进一步推导了能量密度的控制方程,以能量密度为输出响应进行了结构振动的仿真分析．仿真结果显示,模糊结构对结构振动能量密度响应的影响在其固有频率附近最大,这种影响通过模糊结构产生的随频率变化的等效质量实现,在模糊结构固有频率以内的低频域,等效质量为正,降低了结构振动的能量密度响应,在高于固有频率的频域内,等效质量为负值,使得结构的能量密度响应增大．

摘要:以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,通过理论推导,研究齿轮啮合过程中轮齿间各状态参量随啮合角的变化规律．引入磨损步长,对连续磨损过程进行离散化处理,通过磨损步长内的准静态模型代替数学上无法求解的动态非线性磨损模型,实现了对齿轮磨损问题的数值仿真．其中应用Achard磨损模型,充分考虑了齿轮负载及转速对齿轮副齿面磨损的综合影响,建立了齿轮磨损寿命预测模型,编制了相关程序,可实现对不同齿轮、不同工况下磨损寿命的预测,从理论上解决了齿轮磨损寿命的预测问题,具有一定的理论价值及工程应用前景．

摘要:本文研究了多刚体分布式姿态协调控制问题．基于图论和滑模控制理论,针对修正罗德里格参数描述的姿态跟踪控制系统,设计了滑模姿态协调控制律．首先引入图拉普拉斯矩阵,采用Lyapunov稳定性分析方法设计了滑模面．然后在干扰存在时设计了滑模姿态控制算法,并在转动惯量不确定存在时研究了控制算法的鲁棒性．最后对给出的算法进行了数值仿真,其结果验证了所提出的多刚体滑模姿态协调控制算法的可行的、有效的．

摘要:针对现代小卫星在姿态控制系统中对运算速度、控制精度等方面提出的更高要求,分析了利用FPGA来实现卫星姿态PD控制器的可行性,提出用输入使能端及输出标志符号对内部各计算模块进行控制以解决数据同步问题．利用硬件描述语言进行了各模块功能的实现,并最终例化为PD控制器IP核．结果表明该设计只需34个时钟脉冲即可完成姿态控制力矩的计算,控制精度达到10-5量级,速度及精度满足现代小卫星对控制系统的要求．

摘要:为得到聚偏二氟乙烯(PVDF)的大变形拉伸特性,应用第一性原理方法模拟了β相PVDF分子链的在单轴拉伸下的能量及构型变化,得到了β相分子链拉伸过程中发生断裂时的临界键长、临界断裂能量、临界拉力以及分子链弹性系数的变化规律．接着用一种新颖的方法构造了无定形PVDF的立方元胞模型并用于单轴拉伸的分子动力学模拟．模拟中分别考虑链不被拉断和链允许被拉断两种情况．第1种情况下,拉伸应变率分别为10¹⁰, 10⁹和10⁸ s-1,得到了应力应变关系和构型变化;第2种情况下,拉伸应变率分别为10⁹ s-1, 5×10⁸ s-1和准静态,得到了应力应变关系和断裂前后的构型．同时分析了一些关键的形变信息和影响模拟结果的一些关键因素．模拟结果表明,不仅对于理解PVDF的拉伸变形机制具有较重要意义,而且对于其他无定形材料的拉伸模拟具有参考价值．

摘要:为解决重型数控机床热误差严重的问题,提出一种基于线性回归的热误差分离和建模方法．对机床的几何误差与热误差进行分离,得到相应的热误差参数;结合主因素和互不相关等温度传感器优化布置策略,选出相应的热误差关键点;采用线性回归理论进行热误差的建模.在一台型号为TK6920的重型数控落地铣镗床上进行了立柱热倾斜误差补偿实验．结果表明:利用所建立的热误差模型进行补偿,立柱在X和W方向的直线度误差分别由0.45 mm和0.25 mm降到了0.13 mm和0.09 mm,补偿率分别为71％和64％．采用误差补偿技术可降低重型数控机床的热误差,从而提高其加工精度．

摘要:针对SiCp/Al构件加工中大去除余量、高精度的需求,以铣磨加工窄槽为对象,实验研究电镀金刚石砂轮铣磨加工SiCp/Al窄槽中的加工参数、铣磨工具对已加工表面粗糙度的影响．实验分析表明:铣磨速度、进给速度、砂轮粒度和结构对SiCp/Al铣磨表面的粗糙度有显著影响,砂轮速度对表面粗糙度的影响呈鞍型,先降后增;表面粗糙度随进给速度的增大而增大;不开槽砂轮可获得低粗糙度的表面．采用降低进给速度,提高砂轮速度,不开槽砂轮可获得低粗糙度的加工表面．在实验条件下,最佳铣磨参数组合是磨削速度9.42 m/s,进给速度20 mm/min;如采用开槽砂轮铣磨窄槽,则铣磨工具的容屑槽螺旋角可选50°．

摘要:为研究硬盘磁头和盘面的碰撞接触问题,提出了一种全滑移接触条件下,球形粗糙表面与理想刚性平面的弹塑性接触模型．通过数学建模与MATLAB仿真,分析了球形粗糙表面弹塑性接触状态下接触载荷、实际接触面积和法向接触分离、塑性指数之间的函数关系,并在不同塑性指数条件下,与理想光滑表面模型、CEB (Chang-Etsion-Bogy) 模型及全粘着条件下的CKE (Cohen-Kligerman-Etsion) 模型进行对比．结果表明:本模型在计算接触面积与接触载荷上比CEB模型及CKE模型更加准确．

摘要:运用Hamilton原理推导了柔性翼型的沉浮-俯仰-弦向弯曲三自由度运动方程,给出了考虑弦向弯曲变形的平板薄翼作简谐运动时非定常气动力的解析表达式,建立了柔性翼型的气动弹性模型．在此基础上,研究了柔性平板薄翼的颤振特性．结果表明:对于平板薄翼而言,单一的弦向弯曲运动是不稳定的．对于给定的沉浮和俯仰振动频率,平板薄翼的颤振速度和其弦向弯曲振动频率有着很大关系．当弦向弯曲振动频率小于俯仰振动频率时,发生颤振的是弦向弯曲分支,颤振速度远小于沉浮-俯仰经典模型的预测值;当弦向弯曲振动频率为俯仰的2.5倍时,弦向弯曲和俯仰分支同时发生颤振;当弦向弯曲振动频率大于俯仰的2.5倍时,发生颤振的分支转为俯仰;当弦向弯曲振动频率大于俯仰的5倍时,沉浮-俯仰-弦向弯曲模型与传统二自由度模型的预测值几乎相等．

摘要:基于光线跟踪法建立求解半透明液体透射比的正问题模型,研究基于蒙特卡罗法(MC)和简化方程迭代法(SEI)的反演半透明液体光学常数(吸收指数k、折射指数n)的两种方法,分析两种反演方法的适用范围．将已知文献中庚烷的光学常数作为“真实值”,用正问题模型求解的透射比作为“实验测量值”,采用反问题模型反演n和k,并分析实验偏差对反演的影响．研究结果表明:两种方法反演的庚烷k的计算误差的标准差均小于10-6,而n的标准差高于0.1％;当实验数据存在偏差时,光学常数n、k的反演计算精度呈现降低趋势．

摘要:样本选择可以提高模糊支持向量机训练速度并在一定程度上提高其抗噪能力,但存在有效样本选择困难和选样率高的问题,利用阴影集对模糊集的分析能力,提出一种新的基于阴影集的模糊支持向量机样本选择方法,将模糊集合划分为可信任、不可信任及不确定3个子集,仅在可信任和不确定子集中选样,并分别采用子空间样本选择和边界向量提取的方法选样．实验结果表明,该方法在保持分类器泛化能力的前提下可以有效降低选样率和训练时间．因该方法去除了样本中的不可信任数据,所以当训练样本中含有噪声时,还可以有效提高分类器的分类性能．

摘要:针对活动图能够比状态图更自然和直观地显示程序的并发行为,为达到图形化描述程序的并发行为并自动生成代码的目标,通过分析活动图的图元语义,以fork、join、activity、initial、activity final、flow final等6个图元作为图形建模和代码生成的基础,提出了一套代码自动生成算法．该算法把活动图拆分成若干独立的活动子图;再把每个活动子图解析成若干进程和信号量;最后对每一个进程和信号量进行代码生成．实验证明,基于本算法开发的原型系统取得了较满意的效果,同时也证明了所提出的方法和算法的正确性、有效性．

摘要:为提高对超磁致伸缩作动器的控制精度,在基于Preisach模型前馈补偿的PID控制基础上,提出了一种基于Preisach模型前馈补偿的模糊PID控制方法．采用dSpace实时仿真系统搭建超磁致伸缩作动器的实时控制实验平台．利用研制的超磁致伸缩作动器测试了基于Preisach模型前馈补偿的模糊PID控制与PID控制方法下对方波信号和混合信号的轨迹追踪能力．两种控制方法下的实时控制效果对比分析表明,基于Preisach模型前馈补偿的模糊PID控制比常规PID控制具有更好的控制效果,从而验证了该方法的有效性．

摘要:由于传统的马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法在高信噪比或迭代过程中,容易“陷入”某一采样状态从而影响到检测性能,本文提出一种改进的MCMC方法,基于最小均方误差(MMSE)检测算法确定采样初值,使马尔可夫链迅速收敛;对陷入状态下的采样序列,随机反转具有较大后验方差的比特,以增加有效的采样状态数．仿真结果表明,改进MCMC算法能改善系统的误码率(BER)性能、降低运算复杂度．

摘要:为了使连续相位载波调制的导航卫星信号具备更高的频谱利用率并利于锁相环结构对其捕获与跟踪,在深入分析调制信号频谱的基础上,对导航卫星信号进行了波形优化设计,分别给出了近似重构和解析构造两种方法,仿真结果表明用优化后的波形所调制的导航信号具备更好的功率谱分布,从而更适合下一代全球导航卫星系统．

摘要:为获得能满足论证仿真需要的具有超实时运算能力的高性能仿真支撑环境,根据高性能分布式仿真的需求特点,研究以高层体系结构(HLA)为核心的高性能分布式仿真集成开发与运行管理环境的软件组成和体系结构,主要包括集成开发环境和运行与监控管理环境,为高性能分布式仿真应用的开发、测试、集成、初始化、运行、监控、管理等提供一体化的支撑.重点研究基于高性能计算机的分布仿真支撑环境HPC-RTI的功能设计和关键技术．基于该环境进行了某装备体系仿真实验,实验结果表明,大规模仿真系统的运行效率提高了17.8倍．

摘要:为减小控制力在传递过程中的偏差与时滞对轨迹控制精度的影响,对平流层卫星控制系统进行设计．针对系统构成建立了轨迹控制器和气球系统的经向运行模型,基于滑模变结构控制方法,根据气球南北方向的实际指令位置和指令位置的偏差,采用指数趋近律和边界层削抖的方法,设计出轨迹控制器的控制系统．仿真结果表明,采用该方法的轨迹控制器,可以有效克服系绳带来扰动和时滞的影响,完成平流层卫星的东西方向运动控制,控制误差约80 m．

摘要:通过对不同工艺处理的FGH95合金进行组织形貌观察及持久性能测试,研究了“盐浴”温度对合金组织与持久性能的影响．结果表明:经1 150 ℃固溶及650 ℃盐浴冷却时和时效处理后,细小γ′相在晶内弥散析出,且少量碳化物在合金中弥散分布;随盐浴温度降低,细小γ′相尺寸逐渐减小,碳化物数量增加．当盐浴冷却温度降低到520 ℃,合金中细小γ′相尺寸进一步减小,且较多细小碳化物在晶内弥散析出,可改善晶内强度,使合金在实验条件下具有较长持久寿命．

摘要:为改善转子式容积泵存在的排量小、压力脉动较大、径向力不平衡等问题,提出新型转动导杆-齿轮驱动式叶片差速泵,分析以曲柄为主动件和以导杆为主动件的叶片差速泵转动导杆-齿轮驱动系统,研究转动导杆-齿轮驱动系统的运动特征及其随运动特征系数变化的运动规律．在此基础上分别建立两种驱动系统的基本参数方程,对比分析两种驱动系统下叶片差速泵的运动特性和力学特性．研究表明,以导杆为主动件的转动导杆-齿轮机构组合的叶片差速泵驱动系统更具优越性．

摘要:为了研究架空输电线路在雷击情况下的暂态特性,提出了一种ATP-EMTP的仿真模型．该模型同时考虑了输电线路参数的频变特性和冲击电晕效应,利用Marti线路模型分析输电线路的频变特性,通过自定义的电晕模块模拟冲击电晕效应．运用镜像法推导了线路几何电容的表达式,并在此基础上计算了发生电晕时线路的动态电容．仿真结果表明,冲击电晕效应对雷电过电压波的衰减和变形作用较参数频变特性严重,而同时考虑输电线路参数的频变特性和冲击电晕效应更符合实际情况．所提出的模型可精确地计算输电线路上可能出现的过电压水平,为线路的绝缘设计和防雷保护等提供可靠的依据．

摘要:为提高城市轨道车辆轮对关键参数的动态检测精度,提出一种在轮轨接触处开辟“检测窗”的轮对参数非接触动态检测新方法．建立轮对踏面图像采集几何映射模型及检测坐标系,利用坐标变换确立了轮对关键参数的计算方法．根据城市轨道车辆轮对现场实际应用规定,对光切面检测窗口关键参数进行选定．建立轮对参数动态检测实验平台,对轮对关键参数进行了检测试验．结果表明,相对于接触式检测,利用本文提出的方法所获取的轮对关键参数误差均低于1％,说明该方法具备良好的检测精度．在轮轨接触处开辟检测窗进行轮对参数动态检测,可使光源位置和摄像位置基本保持不变,从而可以有效保证轮对参数检测精度．

摘要:为了无失真地恢复复杂噪声环境中的非平稳信号,提出一种新型分数阶Fourier变换时频滤波器设计方法．该方法先利用Gabor变换得到信号在时频域的分布状况,然后用支撑向量机(SVM)分类算法结合图像分割得到分离时频图像上信号和噪声区域所需的最优分类线,最后用此最优分类线方程确定时频滤波器的阶数和传递函数．在信号和噪声时频域线性不可分的情况下,对SVM分类曲线进行了全局最小二乘分段线性拟合,然后根据拟合生成的方程构造并行多阶滤波器组．为满足实际应用中实时性的要求,对算法的计算复杂度进行了优化．计算机仿真结果验证了该方法的有效性．

摘要:针对目前FPGA厂商的EDA工具不对用户提供专用芯片测试功能,提出一种可应用于FPGA测试的导航映射方法．通过导航映射对FPGA底层硬件进行完全可控操作,精确控制FPGA逻辑资源的使用,可以对FPGA逻辑资源进行有针对性的测试,有效提高FPGA的测试覆盖率,同时在用户约束文件的指导下可以绕开FPGA硬件缺陷进行编程,实现有效的FPGA软件容错功能．本文采用128个测试配置对FPGA进行了验证,结果表明,利用导航映射方法可以得到良好的测试覆盖率．