基于模糊PID的球形两栖机器人的设计及控制

为了解决移动机器人对工作环境要求严格的问题,设计了一种适用于多变、狭窄环境的轻小型球形陆空两栖机器人,具有地面滚动和空中飞行两种运动模式,可以自主完成运动模式的切换。首先,设计了机器人的结构,包括滚动部分、飞行部分和模式切换部分。基于拉格朗日方法,建立了不同运动模式下的动力学模型,建立了基于欧拉方程的运动学模型。最后,根据机器人的运动模型,设计了飞行模式和地面滚动模式下的姿态控制器,并对控制器进行了仿真对比实验。在实机上进行了测试,实验结果表明,该机器人能够实现自主模式切换,在不同运动模式下运动稳定、姿态可控,在纯地面模式下具有一定的越障能力。在结构、控制方法及控制策略切换方法上对陆空两栖可变形机器人具有一定借鉴作用。

滚动姿态对阳光与卫星向阳面夹角的影响分析

采用理论分析方法分析了卫星绕滚动轴滚动后,卫星向阳面与阳光的夹角的变化情况,用热分析工程软件NEVADA的数值计算反推结果,对理论分析结果进行了验证。分析结果表明:卫星姿态绕滚动轴滚动后,阳光与卫星向阳面的夹角相对于β角在不同纬度的变化趋势将不同,但在轨道周期内将发生周期性变化;随着滚动角的增大,该夹角的变化幅度也将增大。研究成果对卫星外热流分析具有参考意义。

基于试飞数据的飞机剧烈抖动问题研究

抖动作为一种常见的不稳定现象,一旦在飞行中出现,将会严重影响飞机的安全性和舒适性。针对某型飞机在执行高速急蹬舵试飞科目中出现的“剧烈抖动”问题,该文从试飞数据入手,分析抖动产生的原因,并分别从静强度、振动、颤振等专业角度评估抖动可能导致的风险。结果表明,抖动是该型飞机的固有特性,不会引起结构破坏或发生颤振,但长时间持续会引起飞行员不适,给飞行安全带来一定隐患,建议在飞行手册中明确并加以注释说明。

增程飞行器高超声速飞行的动态特性

研究了增程飞行器高超声速飞行时的动态特性。短程导弹和火箭弹等高超声速飞行来源于增程的实际需要,从超声速到高超声速飞行所遇到的主要飞行动力学问题是,尽管在增程前低超声速时具有良好稳定性,但在高超声速飞行中会丧失稳定性并导致复杂的锥动。通过飞行和风洞实验表明:高超声速飞行时增程飞行器固有的横侧向稳定特性丧失,带有弱滚转阻尼的不稳定荷兰滚振荡将导致滚转-偏航耦合,此外还存在由耦合导致的轻微不稳定拟周期模态和滚动共振。

基于特征根有界摄动分析的高超声速飞行器双通道控制

针对双通道控制高超声速飞行器横侧向欠驱动、强不确定性的特点,研究了适用于工程应用的控制策略,提出一种基于特征根有界摄动分析的反馈控制鲁棒性分析方法。基于线性化近似分析和工程约束需求,给出了双通道飞行器改善荷兰滚模态动态的2种控制策略,分别为极点配置方案和模态解耦方案。提出了特征根灵敏度矩阵和有界摄动矩阵的概念,用于评估闭环系统对参数不确定的鲁棒性。基于闭环六自由度模型在标称及参数拉偏情况下,对2种方案进行了综合分析和仿真验证。仿真结果表明,2种控制方案均可以解决双通道控制问题,所提特征根有界摄动分析方法可准确评估系统的鲁棒性。

高亚声速飞机的偏航阻尼器设计研究

本文针对高亚声速飞机的荷兰滚模态设计要求和改善方法进行了研究,并叙述了飞机荷兰滚模态适航要求和军标要求及其他飞机公司的相关要求。以某高亚声速飞机为例,首先对飞机本体的荷兰滚模态特性进行分析研究,然后通过设计一个偏航阻尼器的来改善飞机的荷兰滚模态特性,并对高阶系统进行拟配降阶的手段,对增加偏航阻尼器后的飞机荷兰滚模态品质进行评估。基于对前人的偏航阻尼器的应用研究,提出了一些在偏航阻尼器实际应用时需要考虑的问题。对于类似荷兰滚模态阻尼低的飞机,本文对偏航阻尼器的设计和应用研究具有一定的参考价值。