有源相控阵天线结构仿真分析

针对当前有源相控阵天线设计过程中亟需进行合理的结构力学仿真,以确保天线的环境适应性要求、精度以及刚强度性能的问题,分别对天线结构力学仿真、有限元模型修正和结构优化分析过程进行了分析。结合舰载、机载、车载、星载等不同雷达天线结构的特点,阐述了未来雷达天线结构力学仿真的重点在于强冲击、振动疲劳、动态载荷等作用下的天线刚强度分析,以及天线系统功能一体化优化设计;利用两个工程设计案例,讨论了有限元模型修正以及结构尺寸优化在有源相控阵天线结构设计中的应用效果。研究结果表明:对有限元模型进行适当的修正,可显著提高相控阵天线力学仿真的精度;通过对天线结构进行尺寸优化,能够在确保天线力学性能的前提下实现轻量化。

直接线性化方法及其在液体火箭发动机管路装配中的应用

对直接线性化方法(DLM)推导出的装配敏感矩阵进行分析,利用极值法和统计法分别给出了空间装配尺寸链装配极限偏差的计算公式;同时,分析了液体火箭发动机的管路装配问题,指出控制管路装配一致性的关键是控制管路接口法兰在空间的相对形位关系的一致性,并利用DLM进行理论分析,以指导火箭发动机的实际管路装配.结果表明,经过DLM理论分析并控制管路接口法兰在空间的相对形位关系后,发动机管路几何形状的一致性得到了明显改善.

一种X频段天线有源子阵的维修性设计与分析

有源子阵结构集成度高、电讯功能复杂,是影响有源相控阵天线维修性的重要因素。文中展示了一种高集成模块化X频段天线有源子阵。通过在子阵上设计安装导向装置,提高了有源子阵重复拆装的可靠性。利用分层盲插设计,避免了子阵装配维修过程中的连接器误接错插问题。基于模块化维修设计思路,在子阵内部合理定义现场可更换单元(Line Replaceable Unit, LRU),保障了子阵集成模块的互换性,提高了现场基层维修的效率。以平均修复时间(Mean Time To Repair, MTTR)为指标对有源子阵的维修性进行分析,结果表明该子阵满足X频段相控阵天线快速维修性的设计要求。

车辆底盘制孔机器人的运动学标定研究

面向车辆底盘结构的制孔位置精度要求,针对底盘自动制孔工业机器人本体的末端定位精度问题开展研究。文中构建了基于局部指数积公式的机器人运动学模型和误差传递模型,推导了运动学参数标定算法,开展了实际机器人末端位形标定测量实验,根据实验结果分别分析了机器人绝对定位精度和相对定位精度在参数标定前后可达到的数值,对面向底盘制孔工艺要求的机器人定位精度的再提升给出了有效途径。

面向打磨力控制的电磁柔顺单元控制策略仿真分析

针对工业生产中的打磨工艺,基于电磁柔顺单元进行多种控制策略的设计与仿真分析;首先基于电磁柔顺单元系统模型以及相关性能系数,设计并进行控制系统开环特性仿真。通过对电磁柔顺单元输入确定变形量以及直流电压,观察柔顺单元的线圈电流以及输出力变化。然后针对电磁柔顺单元的环境不确定性以及电磁干扰等现象,建立电磁柔顺单元的自适应控制策略进行补偿;分别设计增量式PID控制策略,BP神经网络PID控制策略以及模糊PID控制策略并分别基于MATLAB中的Simulink模块进行仿真分析,得出三种策略的控制系统的指标参数。通过分析调整时间,稳态误差以及超调量等指标,确定最优控制策略;仿真结果表明,模糊PID控制策略在电磁柔顺单元上具有最优控制效果。

基于电磁变刚度的力控制装置研究

针对传统打磨工艺中接触正压力稳定性差、打磨后表面粗糙度高等问题,基于线圈-永磁铁非接触式共轴组合的电磁交互效应,设计了一种接触力实时可控的变刚度装置。基于Robertson理论,建立线圈-永磁铁电磁系统输入电流到输出力的解析映射模型。在此基础上,采用复化高斯积分方法对电磁力控装置的结构参数进行了优化设计。基于PID算法,设计了该电磁力控装置的自适应力控制策略。最后进行车身表面缺陷机器人自动化打磨对比实验,实验结果表明,电磁力控装置能有效降低打磨后的表面粗糙度,提高表面质量。