飞行器折叠舵展开及锁紧过程动力学仿真研究

飞行器折叠舵的展开及锁紧过程是多载荷综合作用的动态过程。对该动态过程进行仿真研究,建立了考虑气动载荷和摩擦作用的动力学仿真模型,通过对不同气动载荷工况下的模型进行动力学仿真,分析了气动载荷作用对展开及锁紧过程的影响;并通过空载展开试验,验证了动力学仿真模型的准确性。基于该模型,从载荷和能量维度分别应用角加速度法和角速度法,对不同气动载荷工况下摩擦做功进行了辨识。研究结果表明,摩擦力矩受气动载荷影响;摩擦做功随气动促进作用的增大而增大;角加速度法和角速度法辨识摩擦做功均合理。此次研究为飞行器折叠舵的设计与分析提供了理论参考。

预置舵角对跨介质航行体入水尾拍运动影响试验

为研究预置舵角对跨介质航行体高速入水过程尾拍运动特性的影响,搭建高速入水试验平台并设计带有内测单元的试验模型,开展入水角为20°时不同预置舵角下跨介质航行体高速入水试验研究。采用高速摄像机记录入水空泡,同时由内测单元测量航行体的运动参数和表面压力,分析预置舵角对跨介质航行体高速入水过程中空泡发展特性、入水运动特性以及表面压力的影响规律。试验结果表明:跨介质航行体入水过程中先后经历滑行运动阶段和尾拍运动阶段,尾拍形成的法向过载最高可达滑行产生法向过载的2倍;入水距离约5倍航行体长度时,入水空泡形成闭合,泡内压力在闭合前后呈先降低后增大的变化趋势;入水空泡闭合时,随着预置舵角增大,形成的附体空泡与主体空泡发生分离,在预置舵角为10°时,空泡尾流出现双涡管现象;预置舵角越大,跨介质航行体入水转平/偏转能力越强,当形成单侧尾拍运动后,航行体爬升效率提升。

船舶对转舵桨推进系统加速控制方法仿真

为在柴油机负荷允许范围内最大限度地挖掘船舶加速的机动性,基于Matlab/Simulink模块化仿真工具,建立某保障船“双柴油机-双对转舵桨”推进系统仿真模型,在利用实船稳态试航数据验证模型准确性的基础上,提出匀加速、变加速、分段加速3种增加柴油机转速控制方法,进行加速过程仿真和机动性分析。结果表明:采用匀加速,柴油机转速保持一定加速率稳步增长,在前期柴油机负荷冗余度较大;采用y=a√x+b作为柴油机转速设定函数的变加速,前期加速快、后期加速慢,使航速增加速度较匀加速过程提高约47%~60%,但实际操控存在一定难度;采用分段加速,将全过程分解为多段不同加速率的匀加速过程,给出按照常用车令挡位分段匀加速控制方法,可操作性较强。

复合材料夹层结构拖体尾部强度计算与分析

某水下拖体尾部采用“田”字型拖体外型结构,尾部壳体和外框架采用复合材料夹层结构,壳体和外框架通过玻璃钢十字翼连接成一体,拖体尾部采用整体结构型式。通过有限元软件分别计算水平舵板和尾部框架在回收时受抨击载荷作用下的强度分析,根据复合材料最大应力准则,判断结构安全,在产品实际使用过程中,产品使用情况良好,该种夹层结构和计算方法可以运用在其他类似产品中。

大型悬挂舵舵承更换水上作业关键技术

针对中国远洋海运集团有限公司(简称“中远海运”)14100 TEU集装箱船舵承水上更换作业的关键工艺研究与实施,分析舵承水上更换作业的可行性及关键技术;分析并确定舵承更换时舵系全部质量的临时承接方法;根据确定的承重方法和舵系规格临时承接工装并对工装进行使用期间的载荷校验。

基于虚拟仪器的无人机舵面负载模拟器

设计与实现了一种基于虚拟仪器的无人机舵面负载模拟器。针对无人机舵面负载模拟器的测试需求,给出了基于虚拟仪器的无人机舵面负载模拟器的基本功能、硬件配置、试验平台搭建、软件设计和系统测试结果。系统的测试结果很好地验证了系统设计的有效性。

飞行器舵机电动加载测试系统的研究

介绍了飞行器舵机电动加载测试系统,论述了该系统的基本组成和工作原理。这种加载方式能够模拟和舵偏角成任意函数关系非线性的扭矩信号,弥补弹簧扭杆加载方式和电液加载方式的不足。对飞行器舵机电动加载系统进行了理论上的分析和研究,建立了电动加载系统的数学模型,进行了仿真分析。仿真研究结果表明这种新型的加载方案是可行的。

无人机舵面负载模拟系统的小脑模型控制

为解决无人机舵面负载模拟系统中非线性和多余力矩扰动问题,利用小脑模型神经网络非线性逼近能力强、结构简单、适于实时控制等特点,采用小脑模型和传统PD(Proportional-Derivative)控制结合的复合控制策略,由小脑模型实现前馈控制,PD控制实现反馈控制,以保证在系统运行各阶段的控制精度.分析讨论了复合控制的不稳定性问题,研究了基于可信度分配和学习率自适应调整的改进型小脑模型的应用情况,提出一种适用于单输入单输出系统的简化小脑模型复合控制设计方法.仿真结果表明该方法有效地解决了小脑模型和PD复合控制的不稳定问题,改善了系统动态加载性能,并具有很好的抗干扰性能.

基于小脑模型关节控制器的电液伺服舵机加载系统多余力矩补偿器研究

针对电液伺服舵机加载系统存在多余力矩的问题,提出一种基于小脑模型关节控制器的多余力矩补偿器设计方法。仿真结果表明,小脑模型关节控制器多余力矩补偿器抑制多余力矩的效果要远远优于传统多余力矩补偿器,且具有良好的鲁棒性。

新型舵机负载模拟系统电动加载技术研究

以某新型电动舵机负载模拟系统的研制为背景,通过建立电动加载数学模型和多余力影响因素分析,阐述了电动加载系统的机械结构、加载控制和软件开发的总体方案;提出了基于低惯量大扭矩直驱电机和位置预测控制算法的电动加载技术,进行了加载控制系统建模与仿真;并成功研制出物理样机,该系统多余力消除效果好,动态性能高。

某型飞机铁鸟加载支座定位坐标计算方法的研究

对飞机铁鸟台舵面加载系统加载支座的定位坐标计算方法进行研究。首先,加载支座的定位安装坐标需要进行误差修正,以提高整个系统的加载精度;其次,给出定位坐标计算的思路和方法;最后,用Lab VIEW开发出可根据现场实测数据快速给出定位点坐标和安装是否合格的软件,数据可选择性保存。

复合材料舵水动力载荷等效施加方法及试验研究

针对复合材料舵水动力载荷的等效施加方法及可行性进行了理论和试验研究。以复合材料双支承舵、悬挂舵为研究对象,以舵叶载荷特性及变形特征为依据,提出了两型舵叶的水动力载荷试验等效施加方法,即双支承舵采用单面多块、悬挂舵采用单面单块加载;并通过有限元仿真分析,分别对两型舵叶在等效载荷与实际载荷作用下的位移、应力分布规律进行对比,验证了载荷等效方法的合理性;进而,制作复合材料悬挂舵模型,并开展了等效载荷下舵叶静强度、刚度特性试验研究,对等效载荷施加方法的可行性进行了验证。

舵面电动加载系统的自适应CMAC复合控制

针对无人机舵面电动加载系统具有非线性及多余力矩的特点,提出了一种自适应CMAC(Cerebellar Model Articulation Controller)神经网络与自适应神经元控制器并联构成复合控制结构.该控制策略以系统的指令输入和实际输出作为CMAC的激励信号,以系统的当前控制误差作为CMAC的训练信号.提出了利用误差在线自适应调整学习率的方法,消除了常规前馈型CMAC的过学习和不稳定现象.建立了无人机舵面电动加载系统的数学模型,给出了具体的控制结构和算法.仿真结果表明:该方法有效抑制了加载系统的多余力矩,增强了系统的稳定性,明显改善了舵面电动加载系统的动态性能.

飞机舵机电液加载系统的多余力抑制方法研究

针对飞机舵机电液加载系统出现的多余力问题,建立系统数学模型,分析与多余力密切相关的因素,提出改进型CMAC神经网络控制器与积分分离式PID控制器复合控制的方法;改进型CMAC神经网络控制器实现前馈控制,以产生舵机加速度的力信号和加载力误差信号作为输入,提高了系统的加载精度和响应速度;积分分离式PID控制器实现反馈控制,克服了经典PID控制器易产生积分过渡的缺点,提高了系统的动态性能;仿真结果表明,复合控制器不仅能够有效抑制多余力,而且使系统具有良好跟踪效果,完全能够达到系统控制性能指标的要求。

电动舵机负载模拟系统复合控制方法研究

针对工程实践需求,设计了一种由高性能单片机C8051F005和力矩电机构成的电动舵机负载模拟系统;通过对该舵机负载模拟系统进行数学建模并对其数序模型分析后,针对电动舵机负载模拟系统在工作时,即当舵机运动时负载模拟系统会出现较严重的多余力从而影响系统控制精度的问题,采用了以前馈补偿及PID校正构成的复合补偿的方法对舵机负载模拟系统进行了校正,校正后的系统经过仿真分析及实际测试,系统性能及控制精度比未校正时有明显提高。

橡胶缓冲弹簧在飞机舵机电液加载系统中的应用

针对飞机舵机电液加载系统变刚度加载过程中无法实现连续加载的问题,提出了基于橡胶缓冲弹簧的系统结构。根据系统的工作原理,设计了橡胶缓冲弹簧的几何形状和结构尺寸。采用ANSYS软件建立了橡胶缓冲弹簧的有限元模型,并分析了橡胶缓冲弹簧的应力、应变、振动和刚度性能。研究结果表明该橡胶缓冲弹簧完全能够达到系统技术性能指标的要求,具有较高的工程实践价值。

近空间高动态飞行器舵机加载模拟器地面试验研究

设计的舵机加载模拟器通过模拟高动态飞行条件下的气动载荷并测量舵机在载荷条件下的动态频带来考核舵机的响应特性。完成了舵机电动加载模拟器的试验系统设计,并在加载控制器中采用力矩前馈和舵机角速度前馈的复合控制方式,实现了小力矩情况下的高动态加载试验。试验结果数据通过傅立叶分析表明采用复合控制的方式可以满足在加载力矩幅值小于10Nm情况下,舵机电动加载模拟器的动态频带可达到10Hz,并且加载力矩与指令力矩之间幅差<2%,相差<6°。

舵机弯矩电动加载测试系统的设计

针对舵机测试需求,设计了一种弯矩电动加载测试系统。系统以直流电机为执行元件能够实现几百到几万牛力加载,介绍了系统的工作原理和机械结构,分析计算了弯矩加载对其他力矩加载的干扰和系统影响,从测试技术要求上论证了方案的可行性。最后进行了理论分析和研究,建立了加载系统的数学模型,基于PID控制算法,进行了计算机仿真。仿真结果表明,能够满足系统预定的性能指标要求。

船舶舵机加载系统多余力抑制控制策略

为了提高船舶舵机加载系统的加载精度,需有效抑制多余力的干扰。以液压缸作为加载系统,建立了精确模型,采用内模控制和速度补偿的复合控制策略抑制多余力。基于MATLAB仿真平台对提出的多余力复合控制策略与传统的速度补偿进行了对比仿真验证,仿真结果表明,提出的复合控制策略使抑制多余力的频率范围增加。

飞机舵机电液加载系统多余力抑制方法研究

针对飞机舵机电液加载系统存在的多余力干扰不易抑制的问题,提出了结合橡胶-金属缓冲弹簧、飞机舵机位移指令前馈、基于动态RBF神经网络在线辨识的单神经元PID输出负载力反馈的复合控制器结构功能及控制策略。利用蚁群聚类算法优化的动态RBF神经网络对系统进行在线辨识,获得Jacobian信息,由单神经元PID控制器完成控制参数的在线自整定。仿真结果表明,该方法可以在实验室条件下对于模拟飞机舵机所受到的力载荷实现快速、准确的加载,能保证系统的稳定性且具有较强的鲁棒性。