基于改进RRT算法的无人靶车路径规划研究

在实战化演习演训中通常使用无人靶车作为精确制导武器的移动靶标,针对不同的作战任务无人靶车需要以不同的车速进行自主行驶,因此无人靶车需要具备在不同车速条件的路径规划能力。为解决这一问题,对传统RRT算法进行了改进。首先根据车辆的二自由度的运动学模型,计算出不同速度下的转向角度限制,并利用战场遥感地图构建二值地图,然后将车速与扩展步长进行匹配,同时在选取随机树中邻近节点的过程中加入车辆最大转向角度的限制,最后使用三次准均匀B样条曲线进行光滑拟合得到最终路径。对改进的算法进行仿真实验,仿真结果表明该算法能够完成不同车速下的路径规划任务,并在某演习战场环境下进行了验证,证明本研究为不同车速下无人靶车的路径规划问题提供了一种新的解决方案。

无人靶车在不同车速下的路径规划方法

无人靶车是各类精确制导武器在实验和测试阶段的打击目标,为测试制导武器对不同速度车辆的打击能力,无人靶车应具有在不同车速下完成路径选择和路径规划的能力。针对这一问题,提出一种可以适用于不同车速条件的无人靶车路径规划算法。该算法在传统A^(*)搜索算法的基础上进行了改进,将航向角约束与圆弧形搜索方法相结合,同时将车辆的速度特性与搜索步长建立对应关系,得到一种更符合车辆行驶规律的A^(*)搜索算法。为验证该算法优化的有效性,使用MATLAB进行仿真验证,结果表明,本文改进的A^(*)算法,能够解决不同速度(30、45、60 km/h)要求下的路径规划问题,并在某地区遥感地图上进行了验证,最后证明能够为无人靶车不同车速下的路径规划问题提供一种新的解决方案。

基于三角形原理放大机构的设计和有限元分析

针对叠层压电陶瓷输出位移小,不能满足微驱动领域行程要求的问题,提出了一种采用三角形原理的放大机构。并对设计的三角形原理放大机构进行了理论放大倍数的计算,利用有限元分析法对放大机构进行了静力学和动力学分析,得到了三角形原理放大机构的应力分析云图和模态分析云图,验证了设计的合理性。

一种用于水质监测器件供能的压电能量采集器研究

本文以压电材料作为核心元件,研究一种两自由度悬臂梁新型结构的压电能量采集器,通过搭建实验测试平台进行输出性能测试,为以后水环境监测无线传感网络节点供能提供基础。

一种用于水环境电控工具的振动能量采集器设计

本文设计了一种用于水环境电控工具的供能的涡激振动能量收集装置。该器件主要包括钝体和压电悬臂梁,流体绕流钝体产生涡街的交替脱落引起梁发生振动,通过压电效应将振动能量转为电能。通过对能量采集效果的初步研究,得出了较高的电压输出特性,表明该装置为电控工具供电的可行性。

弹载自测速修正的炸点控制技术

弹丸初速是影响弹丸空炸精度的重要参数之一。针对弹丸初速度大小呈散布性特点提出了一种通过弹载自测速实时修正引信作用时间的炸点控制方法。设计了弹载自测速系统并分析了提高测速精度的关键因素。以弹丸水平射距为修正前提,通过弹载自测速和一次函数修正法构建了弹丸炸点控制技术。靶场试验表明在水平射距为1 500 m的空炸试验中炸点平均误差为9.6 m,这比不经过时间修正的试验中的平均定距精度提高了一倍多。该炸点控制技术有效地提高了弹丸炸点的精度并可为智能引信的设计提供参考。

基于三角形和杠杆原理的柔性铰链放大机构

为克服单一的杠杆铰链放大机构的弧形位移输出和三角形铰链放大机构放大倍数小等缺陷,设计了1种综合三角形铰链与杠杆铰链结构性能优点的放大机构,理论推导了放大机构的位移放大比公式,开展了有限元仿真和实验研究。实验测试表明：当所采用的压电叠堆驱动装置驱动电压为80 V时,所设计的新型柔性铰链放大机构最大输出位移达85.36μm,放大倍数为4.5与理论值为5.40的放大倍数和有限元仿真为4.774的放大倍数相近,较理论值和仿真值误差率分别为16.67%和5.74%。新型放大机构具有较大的放大倍数和位移呈直线输出等优点。

两自由度碰撞结构的压电MEMS能量采集器的设计与性能测试

为克服传统压电能量采集器工作频带窄、输出性能低等问题,提出了一种两自由度碰撞式压电能量采集器结构,建立了其理论分析模型,并利用键合与减薄技术制备了以磷青铜为基底的高性能压电厚膜,在此基础上通过MEMS工艺完成器件样机的制造。性能测试表明:在不进入碰撞机制时,最高测试加速度为5g,两自由度器件一阶、二阶谐振频率分别为26.4Hz和55.2Hz,主梁和副梁在一阶谐振、二阶谐振频率点的输出电压分别达到20.3 V/17.0 VJ8.2 V/16.5 Vo在引入碰撞机制后,在设定的4g加速度下,器件的有效输出频率为26 Hz^31 Hz和55 Hz^58 Hz两个频率范围段,有效频宽拓宽至15.6 Hz.