皮带输送机综合保护系统研究

皮带输送机是煤矿井下重要的煤炭和矸石运输设备。为了应对皮带输送机运行过程中出现的故障,需要建立皮带输送机综合保护系统。分析了皮带输送机综合保护系统的主要功能,包括运行状态监测、故障诊断和保护、故障报警等,探讨了基于智能化技术的皮带输送机综合保护系统,可以为煤矿皮带输送机的保护提供一定的借鉴。

面向动态禁飞区的自适应触角探测机动制导方法

针对高超声速飞行器动态禁飞区规避制导问题,提出一种基于模糊理论的自适应触角探测制导方法。首先,面对由于雷达探测产生的禁飞区域变化问题,进行动态禁飞区建模及耦合性分析;然后针对动态禁飞区规避制导问题,构建基于触角探测的动态禁飞区机动制导框架,同时设计安全度准则探测信息,结合模糊理论提出面向动态禁飞区的自适应触角探测制导策略;最后,对本文所提出的方法进行数学仿真验证,结果表明自适应触角探测制导方法能够有效解决动态禁飞区耦合下的规避制导问题,并且通过与固定触角方法进行对比测试,表明本文方法在提高规避效果、节省飞行能量等方面均有良好表现。

多小型飞行器自主编队姿态协同控制方法

针对多小型飞行器空间自主编队姿态协同飞行任务,研究了空间多小型飞行器自主编队在空间干扰影响下的姿态协同控制问题.考虑到编队无法获取外界参考信息,需要进行自主编队的情况,提出一种编队姿态协同控制方法.首先,提出的控制方法基于小型飞行器绝对姿态信息实现编队姿态协同,能够适应多种编队通信拓扑结构,并且对于外干扰力矩具有较强的鲁棒性;然后,根据Lyapunov定理,从理论上证明了闭环系统的稳定性和收敛性;最后,通过数值仿真验证了理论分析结果及所提出控制方法的有效性.研究结果表明,所提出的控制方法能够在干扰力矩作用下,利用小型飞行器绝对姿态信息实现编队姿态协同,且能够适应多种编队构型.

低轨对地凝视卫星鲁棒姿态控制器设计

针对低轨道对地凝视小卫星的姿态控制问题,设计了一种鲁棒控制器.首先推导了基于误差四元数和误差角速度的运动学和动力学方程;设计了对地凝视小卫星的鲁棒姿态控制器,并通过Lyapunov方法证明了该控制器的全局稳定性,该控制器由PD控制部分和一个附加部分构成,形式简单,对外界干扰和模型不确定性具有良好的鲁棒性;仿真结果表明,在参数不确定性及外干扰存在时,所设计的控制器能够实现卫星的对地凝视.

基于对偶数的相对耦合动力学与控制

针对空间交会对接等目标逼近任务中姿态和轨道运动相耦合的问题,推导给出了基于对偶数的相对耦合动力学方程。该方程定量表示了姿态和轨道之间的耦合影响。设计了增量式PID控制器对追赶航天器和目标航天器的相对位置和姿态指向进行一体化控制,并与常规姿态轨道分别控制进行对比,仿真结果表明,一体化控制系统能同时满足控制精度和对接安全性要求,且具有燃料消耗少的优点。

基于对偶四元数的航天器单目视觉导航算法

为了估计两航天器的相对姿态与轨道运动,利用对偶数推导并给出了航天器相对动力学方程,该方程一体化描述了航天器的相对运动,考虑了姿态与轨道之间的耦合影响.在对偶代数框架内,基于目标航天器的特征线在视觉相机平面的投影建立了导航算法的测量模型.最后通过对系统动力学模型以及测量模型的线性化,应用EKF滤波算法对航天器的相对运动状态进行了估计.仿真结果表明,本文的算法能对航天器相对运动进行较高精度的估计,且收敛速度较快.

改进Twisting算法的相对位姿耦合控制

为实现对非合作目标航天器进行在轨服务,将Twisting算法与线性补偿项相结合,设计相对位置与姿态耦合的二阶滑模控制器.以航天器对接端口间耦合相对运动模型为基础,设计两种滑模平面的改进Twisting控制器.选取严格李雅普诺夫函数,证明所设计的改进Twisting控制器对有界干扰具有有限时间收敛的特性,并估计出收敛时间的上界.设计数学仿真,将其与标准Twisting算法进行对比,验证所设计的二阶滑模控制器对模型不确定性及有界干扰具有较强的鲁棒性,并能够有效抑制执行机构的震颤.

碳纤维复合材料在航天大尺寸结构中的应用

从碳纤维复合材料的概念、分类及性能入手,重点介绍了碳纤维复合材料在航天大尺寸构件中的应用情况,特别是在运载火箭、导弹和人造卫星等产品中的应用情况,并根据国内外的研究现状,对我国碳纤维复合材料在航天领域应用中存在的一些问题进行了分析,对碳纤维复合材料未来在航天领域的应用前景进行了展望:

低轨对地凝视卫星姿态模糊控制器设计

设计了一种用于低轨道小卫星对地凝视姿控的模糊控制器。根据刚体动力学导出的基于欧拉角的运动学和动力学方程,设计了对地凝视小卫星的姿态模糊控制器。仿真结果表明:与传统控制方法相比,该控制器具快速性和鲁棒性。

高超声速飞行器连续终端滑模姿态控制方法

针对高超声速飞行器的姿态控制问题,考虑系统模型不确定性以及外界干扰的影响,基于快速终端滑模设计了连续的姿态跟踪控制器。将飞行器姿态控制系统模型按时间尺度划分为快回路和慢回路,其中慢回路的控制器设计目标是给出期望角速度作为快回路的制导指令,快回路控制器的设计目标是给出系统需求的控制力矩。基于有限时间控制理论分别针对各回路设计了连续的快速终端滑模姿态控制器,通过严格的数学证明,该控制器可以在系统模型存在不确定性以及外界干扰的情况下,使得姿态跟踪误差在有限时间内收敛。仿真结果表明本文的控制算法可以在短时间内使飞行器的姿态角均以较高的精度收敛至期望状态,且三个方向的控制力矩曲线均变化平滑,无抖振现象产生。

跨声速巡航态连续光滑偏转后缘翼型气动特性

以连续光滑偏转后缘变弯度跨声速翼型为研究对象,对其开展了巡航状态绕流数值模拟,研究了其气动特性并与基本翼型和简单襟翼偏转后缘变弯度翼型的气动特性进行了比较。基本翼型采用RAE 2822超临界翼型;绕流数值模拟采用雷诺平均Navier-Stokes方法,通过与基本翼型试验数据比较,确认了数值模拟方法的准确性。研究发现,跨声速巡航状态下,连续光滑偏转后缘翼型能通过小偏转角变弯度来减小翼型的压阻及总阻力,从而可在巡航过程中升力系数变化条件下实时改善翼型气动特性;这种气动效益在简单襟翼偏转后缘翼型上也能达到同等程度甚至略有增大,表明从气动特性的角度而言跨声速巡航态小偏转角变弯度情形对变弯度方式的敏感性小于已有研究中关注的低速飞行大偏转角变弯度情形,因而跨声速巡航态需要更精细的变弯度方式设计。

老板叫我呢

长水在某局只是一个小职员。一天下班后，他在县城的公园里游玩，无意中发现局长也在公园游玩。他想过去跟局长打扫呼。局长向他笑笑，摆摆手，意思是各玩各的．互不影响。长水就不好意思走近局长。可他心里总像装着什么．不时拿眼角朝局长这边瞟。

考虑射程损失的高超声速飞行器突防弹道分析与设计方法

研究了高超声速飞行器突防机动造成速度损失进而影响射程的问题。高超声速飞行器在面对拦截威胁时需要靠自身机动进行躲避,而机动躲避将会使得飞行状态产生偏离,进而影响高超声速飞行器的射程。针对此问题,首先分别建立弹道式和滑翔式高超声速飞行器运动学和动力学模型,然后考虑突防机动过程中造成的速度、弹道倾角等弹道参数变化,分别构建弹道式和滑翔式高超声速飞行器的射程与弹道参数关系模型,得到突防机动-射程变化关系。之后,通过数值仿真对突防机动-射程变化二者之间的关系进行验证,结果表明,弹道式和滑翔式高超声速飞行器的机动均会导致射程变化,且变化规律与理论分析基本一致,验证了所提出突防机动-射程变化模型的正确性和有效性。最后,基于突防机动-射程变化模型,针对两种高超声速飞行器分别给出对射程变化影响较小的突防机动策略,为提升飞行器飞行性能提供理论和方法基础。

美国激光武器发展研究

美国从未间断对新型武器系统的研发,激光武器由于精度高、成本低、附带损伤小等潜在优势而成为美国近年来重点关注的对象。首先梳理了美国激光武器的发展背景,然后详细介绍了美国激光武器的发展历程与发展现状,最后分析了美国激光武器发展对国际战场产生的影响并提出了相关应对策略及建议。

基于对偶数的航天器多特征融合相对导航算法

针对基于视觉的航天器相对导航问题,利用对偶数推导并给出了航天器相对耦合动力学方程,该方程一体化描述了追踪航天器相对于目标航天器的姿态运动和轨道运动,且考虑了由非质心点引起的相对姿态与相对轨道之间的耦合影响。在对偶代数的框架内,统一描述了目标航天器上的特征点和特征线,并基于特征点、线在像平面的投影建立了多特征融合的单目视觉测量模型。最后通过对系统状态方程以及测量方程的线性化,应用迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF)算法对非质心点的相对运动状态进行了估计。仿真结果表明,本文的算法能够对航天器非质心点的相对运动状态进行较高精度的估计。

“战斧”搅局--来自日本方向的潜在新威胁与应对策略

战斧导弹是支撑美国航母霸权的进攻利器,历经多次海外战争,发展出多种成熟型号。随着美国亚太再平衡战略提出,日本作为岛链封锁中国的重要一环,正借机突破专守防卫的限制,并力图获得战斧导弹这种进攻性武装力量。对战斧导弹的基本情况进行了介绍,分析和预判了日本获得战斧导弹后对我国重要城市和海军基地的威胁。针对战斧导弹低、慢、小的特点,分别从打击发射平台、拦截/干扰战斧、目标隐身和欺骗、增强预警能力四个方面提出了应对策略。通过多种反制措施,抵消日本通过战斧导弹获得的新进攻能力。

临近空间高超声速飞行器协同制导控制总体技术研究

从未来技术发展体系化信息化的趋势出发,对临近空间高超声速飞行器自主协同的应用价值进行了分析研究。阐述了"高超声速飞行器自主编队"系统概念和发展现状,分析和梳理了飞行器自主协同作战中高超声速飞行器协同制导控制的核心技术,在此基础上对高超声速飞行器协同制导控制系统总体技术进行了论述,并从通信与决策系统和飞行控制系统等两方面分析了系统的关键技术,为高超声速飞行器自主编队系统的实现提供参考。

高超声速飞行器动力学系统在线智能辨识方法

针对高超声速飞行器在经历严酷环境或发生外形改变时,由于气动特性、质量特性等模型参数存在不可预知变化而为飞行器的控制带来困难的问题,提出高超声速飞行器动力学系统在线智能辨识方法。建立基于高斯基函数的神经网络模型,确定网络的结构及输入输出关系,然后采用K-means算法训练神经网络,获取等效于飞行器动力学模型的网络模型参数。数值仿真结果表明,提出的算法可用于对未知被控模型的建立,具备在样本范围内外的有效逼近能力,且算法用时较短,能够为飞行器的在线辨识和控制提供支撑,具有良好的工程实现价值。

基于强化学习的高超飞行器协同博弈制导方法

研究了多拦截场景下高超声速飞行器主动防御攻防对抗的智能协同博弈制导方法。针对高超声速飞行器与主动防御飞行器协同对抗多个拦截器攻击的博弈问题,提出了一种基于双延迟深度确定性策略梯度算法的高超声速飞行器智能协同博弈制导方法,该方法能够在高超声速飞行器与主动防御飞行器机动能力和响应速度不足的情况下实现对于多拦截器的高成功率博弈。通过构建一类启发式连续奖励函数,设计了一种自适应渐进式课程学习方法,提出了一种快速稳定收敛训练方法,解决深度强化学习训练过程中的稀疏奖励问题,实现智能博弈算法的稳定快速收敛。最后通过数值仿真对所提出方法的有效性进行验证,仿真结果表明,所提出的理论方法能够提高训练收敛效率与稳定性,且相比于传统博弈制导方法具有更高的博弈成功率。