基于多体系统传递矩阵法的多管火箭定向器振动控制

应用多体系统传递矩阵法,建立了全新的多管火箭发射动力学控制模型,以二次型性能指标为成本函数,设计了脉冲推力器为控制执行机构的振动主动控制律,并设计了多管火箭发射系统在燃气流冲击下定向器的振动主动控制系统,获得了最优脉冲控制力幅值和脉冲推力器工作次数.应用设计的控制律数值仿真了某多管火箭定向器无控和受控状态下的振动响应,仿真结果表明该法可有效地降低定向器的振动.该方法易于工程实现,对控制多管火箭发射系统的振动、提高多管火箭射击的精度具有重要意义.

多管火箭定向管振动控制设计

为了减小多管火箭在发射过程中定向管振动对火箭弹起始扰动的影响,考虑多管火箭的噪声干扰,基于多体系统传递矩阵法建立了多管火箭动力学模型,在模态空间下设计了H2最优控制器控制定向管振动,进行了数值仿真,并把H2最优控制器与PD控制器进行了仿真对比,结果表明,采用H2最优控制器的系统不但具有良好的瞬态和稳态性能,而且具有较好的抗干扰能力,能有效地抑制噪声干扰,增强了控制系统的鲁棒性能。

多管火箭发射过程中定向器振动特性研究

为了在多管火箭发射过程中能获得准确的定向器管口振动信号,研究了多管火箭发射过程中定向器管口振动特性;利用多体系统传递矩阵法和发射动力学理论,建立了多管火箭发射动力学模型和仿真系统,通过多管火箭模态试验验证了模型的正确性;仿真获得了在发射过程中定向器管口振动的时域历程,利用离散傅里叶变换(DFT)技术,获得了在发射过程中定向器管口振动位移、速度和加速度信号的频域特性;在此基础上设计了椭圆滤波器,并通过对发射过程中定向器管口的加速度采集信号的滤波前后对比,验证了该研究内容的正确性和重要性,为多管火箭发射过程中定向器运动信号的采集和控制提供了重要参考价值。

受控柔性机械臂动力学建模仿真

针对链式反馈受控多体系统,建立了反馈控制的通用处理方法,构造了相应的控制元件,建立了受控多体系统离散时间传递矩阵法。该方法无需建立系统总体动力学方程,计算速度快、建模灵活,相比于其他动力学方法更利于对复杂受控多体系统的动态设计和实时控制。采用PD控制和基于压电激励器的模态速度反馈控制,分别建立了柔性机械臂系统相应的传递矩阵,应用文中方法实现了对柔性机械臂轨迹跟踪和振动主动控制,仿真结果表明了该方法的有效性。

提高多管火箭射击密集度设计技术研究

为了提高多管火箭的射击密集度,利用多体系统传递矩阵法建立了某多管火箭发射动力学模型和射击密集度仿真系统,用多管火箭固有振动特性的模态试验结果验证了相关仿真结果,利用仿真系统对不同发射环境下振动特性、动力响应和密集度进行仿真研究,并对射序和射击间隔对密集度的影响进行仿真研究,得到提高多管火箭密集度发射的最佳射序和射击间隔,研发了小型化的多管火箭可变射序和射击间隔发火装置,可实现最佳射序和射击间隔高密集度发射,在某次密集度试验中,利用该发射技术使某多管火箭射击密集度提高20%以上。

含有分叉的受控多体系统传递矩阵法

多体系统传递矩阵法是解决受控多体系统动力学问题的有效方法,针对含有分叉的受控多体系统动力学问题,分别建立了控制激励元件、控制反馈元件及其含有分叉的受控多体系统总体传递矩阵.实例计算了无控和受控多体系统的运动响应与牛顿欧拉方法比较,计算表明了受控多体系统传递矩阵法解决分叉控制系统运动的有效性.

超长斜拉索张力振动测量的传递矩阵法

振动法测量拉索张力需要准确描述索力与自振频率的关系,为反映超长斜拉索的真实构形及垂度效应,满足超大跨斜拉桥对测试精度的要求,考虑超长斜拉索垂度、倾角、自重及切向张力沿拉索变化的影响,在静力分析推导出斜拉索静态构形的悬链线方程基础上建立超长斜拉索振动的离散模型,应用多体系统传递矩阵法计算拉索固有频率,通过求解特征方程建立索力与振动频率的关系,提高了超长斜拉索张力的振动测量精度,完善了索力振动测量方法。通过对实际工程的测试结果分析表明,该方法具有准确、实用和易编程的特点,完全能满足工程应用要求。

多管火箭定向器振动控制器设计与实现

为了对定向器振动进行有效控制,提高多管火箭射击精度,以多管火箭发射动力学与控制理论为依据,研究并设计了定向器振动脉冲推力控制方案;基于PXI总线技术,设计并实现了定向器X/Y/Z三方向共128路脉冲点火控制系统。系统主要由中心控制模块、多路通信模块、三方向数字控制输出模块组成;该控制系统具有多路数据通信、三方向多路脉冲点火指令形成和控制输出功能。物理仿真结果表明,该控制器可很好地完成定向器姿态信号的实时采集处理和三方向多路脉冲点火控制任务,为利用脉冲推力控制定向器振动,提高多管火箭射击精度奠定了现实基础。

大攻角失速下翼型非线性颤振速度计算分析

基于ONERA失速气动力模型,建立二元大攻角失速翼型非线性颤振运动的状态方程,通过龙格库塔法进行数值积分,获得二元翼型的非线性颤振时域响应曲线,并通过二分法寻找到失速翼型的颤振临界速度。仿真预测了半弦长对失速翼型气动弹性的影响规律,计算发现,随着半弦长的值变大,颤振速度会发生突跃,当弦长为0.5 m时,颤振速度最大,发生颤振的难度最大。

某车载导弹发射动力学参数化仿真技术研究

为解决车载导弹发射系统动力学模型重用问题,以提高建模和仿真分析工作效率为目标,对车载发射系统动力学参数化建模仿真方法进行了研究。基于C++编程语言对CAD/CAE商业软件进行定制开发,建立了从发射系统的三维模型到多刚体动力学模型再到刚柔耦合动力学模型的基本参数化模型,实现参数驱动、关联以及传递的自动化,有效解决快速建模和模型重用问题,提高了建模仿真效率。

水下多弹发射流场仿真分析

针对水下多弹发射时发射装置开盖角度、海水温度、发射水深、发射平台速度对导弹和发射装置的影响问题,将导弹运动、高温状态下液气相变、气体压缩性和水不可压缩性等因素综合起来,应用商业Fluent软件,通过采用动网格技术、VOF模型、多组分计算模型和RNGκ-ε湍流模型,对导弹从点火一直到飞离发射装置整个发射过程进行了导弹运动与流场参数耦合的、三维非定常的、发射装置内外流场的数值仿真,得到了三种开盖角度、三种海水温度、五种发射水深、三种发射平台速度下导弹运动参数和发射装置流场载荷的变化规律,为水下多弹发射装置的结构设计提供了借鉴和参考。