一种基于曲率信息的太空帆板空间曲面拟合算法分析

大型空间柔性结构如太阳能帆板,在轨运行期间必须保证很高的运行精度,因此对结构的振动水平和控制要求及其严格。如能实现其振动响应形态的实时感知与重构,将对其振动响应的主动控制具有重要意义。以太阳能帆板为实验结构模型,通过分布植入光纤光栅传感阵列,利用空分复用和波分复用技术精确检测多点的曲率信息,以柔性帆板结构的振动形态感知和可视化为目标,深入探讨了基于曲率信息的插值方法和曲面的拟合算法,并利用计算机软件技术和计算机图像处理技术对算法进行了仿真,实现了空间曲面的拟合和可视化显示。仿真结果表明,所采取的插值方法及拟合算法比较精确地反映了帆板结构的振动形态,为进一步的振动主动控制研究打下了良好的基础。

基于ARM的帆板控制系统设计与实验分析

以32 bit ARM STM32F103为控制核心,设计并实现了一个帆板自动控制系统。在设定的模式和间距(风扇与帆板之间的距离)下,对帆板转角的控制进行了实验分析与讨论。实验中采用PWM技术和PID控制器来调节风扇风力的大小,从而实现对帆板转角的控制。整个系统软硬件设计合理、操作简单、方便,控制精度较高。实验结果进一步验证了设计方案的正确性,证实了所设计的系统具有一定的理论研究意义和实用性。

一种典型闭环PID控制教学实验设计

利用浙江天煌教仪公司THETDA-4型实验教学平台,通过设计帆板倾角控制系统实验,让学生了解工程项目规范化的软硬件设计及调试要求,熟悉闭环电子控制系统的结构,掌握PID控制和PWM方法的应用。实验涉及同步串行IIC通信协议、卡尔曼滤波、基于双定时器的脉冲宽度调制、PID算法、虚拟串口示波器、无字库液晶的取模及驱动、机械结构的制作等,该实验属于一个典型的闭环PID控制综合实验,可作为单片机课程综合设计和大学生电子设计竞赛实训实验。

基于FLUENT数值计算结果帆板航速预测与最佳航线设计

利用FLUENT数值模拟风帆的空气动力性能,并与试验结果进行了对比分析;利用水池试验建立了板体水动力模型。根据最大推力原理通过风动力与水动力的平衡方程求解出各条航线上的最大船速,在此基础上运用数学极值的方法计算了最佳航线。构建了一套比较完整的流体力学的研究模式,为运动员调帆和调整板体的倾斜状态提供依据,为运动员选择正确的航线提供指导。

帆板运动的力学分析

首先分析了帆板的受力情况,并结合帆板的受力与力矩讨论帆板的运动状态;运用空气动力学原理阐述了帆翼空气推力是如何产生的;实际计算了推力与横向力的大小,并具体分析了在逆风段的航行中帆板是如何前进的。

帆板流体力学研究的综述

本文在参考大量文献资料的基础上分别从四个方面对帆板的研究现状展开论述:帆翼空气动力性能研究、板体水动力性能研究、航速预报(VPP)的研究以及最佳航线的研究,为今后帆板的深入研究奠定了重要基础。

基于风板控制的教学实验设计

介绍了一套基于Matlab的GUI的控制的风力摆实验平台。系统中MPU6050作为角度传感器,采用STM32单片机作为控制器,采用L298N作为电机的驱动模块,通过Matlab的GUI建立数据接收和显示界面,完成帆板控制系统的控制。通过本系统的实践,可以使学生熟悉典型的闭环控制系统,掌握多种闭环控制系统中的算法,如PID控制等算法、PWM调试方法等。

利用OpenGL实现太空帆板振形重建可视化

针对太空帆板振动形态重建与可视化的实现方法与技术,在对振形曲面拟合算法和帆板试验模型简介的基础上,着重阐述了基于OpenGL进行三维曲面重建可视化的设计思路,对OpenGL的技术特点、基于VC++6.0的接口方法、程序流程与关键环节、特效处理方法与技术、三维重建与可视化实现等予以了详细的说明,对核心源代码进行了明晰的解释,并显现了太空帆板振动形态重建与可视化的实际效果。程序运行和试验结果表明,基于OpenGL技术实现的曲面三维动态再现和显示,不仅效果生动逼真,而且比较精确地反映了帆板结构的振动形态,为进一步的振动主动控制研究提供了结构振动状态的动态可视化模型。

基于单片机控制的角度自动调整系统设计

本系统采用单片机STC12C5A08S2作为主控芯片,输出可控的PWM信号,通过L298N专用驱动电路对风扇的转速进行控制,调节风力大小,改变帆板偏转角度。使用WDD35D4角度传感器检测帆板偏转角度,检测信号送回单片机控制系统,形成闭环系统。系统可通过键盘输入进行风力控制达到自动调整帆板偏转角度目的。同时系统还可通过显示电路实时显示帆板偏转角度值。

基于ATmega16帆板控制系统设计与实现

针对2011年全国大学生电子竞赛F题-帆板控制系统设计要求,以ATmega16为控制芯片,通过对SCA60信息采集,采用整定PID控制算法,查表法编程思想,实现通过按键设定角度,帆板快速达到设定角度,并在误差要求范围内精确定位,系统实时显示工作模式和帆板角度。

新型智能帆板训练器的设计

介绍了FYX-Ⅱ新型智能帆板训练器的设计。该训练器采用风轮式等动阻力源技术,主控制器设计基于ATMEL公司的高档AVR单片机ATmega128,具有本机图形液晶汉显和外挂LED大屏幕两种显示方式。训练数据报表可打印,可与PC机进行通讯。阐述了正交解码的测速原理及各参量的算法。

基于增量式PID算法的帆板控制系统的设计

基于STC12C5A60S2单片机与增量式PID算法,实现对帆板系统的控制。该系统主要由键盘模块、显示模块、风扇驱动模块、角度测量模块、报警模块组成。角度传感器测量帆板的角度并反馈回单片机,通过增量式PID算法计算,并由PWM方法控制风扇的转速,从而实现精确控制风扇风力与帆板角度。

基于MSP430F5438的帆板控制系统设计

本文设计并实现了一个帆板自动控制系统。以微控制器MSP430F5438为控制核心,在设定的模式和间距(风扇与帆板之间的距离)下,对帆板转角的控制进行了实验分析与讨论。实验中采用PWM技术和PID控制器来调节风扇风力的大小,从而实现对帆板转角的实时控制。整个系统软硬件设计合理、操作简单方便,控制精度较高实验结果进一步验证了设计方案的正确性,证实了所设计的系统具有一定的理论研究意义和实用性[1]

一种帆板控制系统的设计

基于STC单片机设计了帆板角度实时控制系统。该系统以双CPU为控制核心,采用双机通信,通过对角度测量模块、电机调速模块、人机接口(键盘、LED显示器)等模块并结合良好的算法进行了准确的控制,实现了帆板角度的精确测量及显示。

中国帆板队2004年亚锦赛期间某些生理生化指标的监测

以中国帆板队13名参加亚洲帆板锦标赛的运动员为研究对象,应用多项生理生化指标———血红蛋白(Hb)、血清肌酸激酶(CK)、血尿素(BUN)、血乳酸(BLA)、晨脉(HR),对比赛进行了全程监测,并阐述了这些指标变化的机制。目的是为了解中国帆板队在亚锦赛期间参赛运动员的身体机能状态,探索符合帆板项目运动特点的实用有效的训练监测指标,并试图说明帆板运动的能量代谢特点,以填补国内在该领域研究的空白。

基于最大推力原理VPP计算模型的建立与实现

围绕国家帆板队备战2008年奥运会亟待解决的问题,利用风洞试验建立帆翼空气动力模型,利用水池建立了板体水动力模型,在此基础上基于最大推力原理建立风帆空气动力与板体水动力平衡方程求得各条航线上的最大船速。提出了一套完整的帆板VPP计算模式,并详细论述了其实现过程,为今后展开帆板的VPP研究与航线选择奠定基础。

帆板实际航行中运动学参数的测定

对帆板运动进行三维解析即可有效地分析运动员的操作技能,也可利用测定的运动学参数反过来计算与检验空气动力学参数与水动力学参数。介绍了帆板运动的运动学参数、测定的方法,分析了帆板运动学参数测试的可行性。

LM3S811在帆板控制系统设计中的应用

介绍基于LM3S811的帆板自动控制系统的设计与实现。

备战十运会山东帆板队冬训期间生化指标监测

以山东帆板队9名参加十运会帆板比赛预赛的运动员为研究对象,应用多项生化指标———血红蛋白(Hb)、血清肌酸激酶(CK)、血尿素(BU)以及尿常规指标,对冬训最后阶段及预赛进行了跟踪监测,并阐述了这些指标变化的机制,旨在分析评定其身体机能,为训练安排提供参考。分析结果表明,冬训期间的训练负荷较大,但运动员基本能适应,且预赛前状态较好。

基于LM3S811的帆板控制系统设计与实现

设计并实现了一个帆板自动控制系统。以32位ARM微控制器LM3S811为控制核心,在设定的模式和间距(风扇与帆板之间的距离)下,对帆板转角的控制进行了实验分析与讨论。实验中采用PWM技术和PID控制器来调节风扇风力的大小,从而实现对帆板转角的实时控制。整个系统软硬件设计合理、操作简单方便,控制精度较高。实验结果进一步验证了设计方案的正确性,证实了所设计的系统具有一定的理论研究意义和实用性。