小型无人机载横滚-俯仰结构光电载荷前向对地扫描技术研究

针对小型无人机平台光电载荷的挂载方式以及应用需求,提出了基于横滚-俯仰结构光电载荷实现前向对地宽区域扫描的技术方案。构建了扫描状态数学模型,提出了光电载荷依据平台参数实现扫描幅宽最大化的控制参数寻优方法,通过算例数据分析了寻优方法的合理性,并测试了寻优方法的实时性特点;采用仿真方法和挂飞方法测试了光电载荷前向对地宽区域扫描的技术状态。测试结果表明:扫描控制参数寻优方法得到的参数是最优的,在目标嵌入式平台上运行耗时少于40 ms,具备在线实时优化能力;所提扫描方法在一定平台扰动下仍可以较好地实现前向对地连续覆盖,扫描中视场重叠率是动态变化的,越靠近扫描边缘区域相邻视场的重叠范围越小;扫描范围应选取横向两端扫描控制点间所夹区域,避免扫描边缘区域因重叠率过小而产生漏扫现象。

方位-俯仰双轴跟踪定日镜的跟踪实践

介绍方位-俯仰双轴跟踪的线聚光定日镜的硬件结构、控制系统、跟踪实验方法,并详细介绍为提高定日镜跟踪精度所进行的跟踪实验过程。跟踪实验过程,主要应用研究基于几何误差参数模型的跟踪纠偏方法、叠加时变纠偏角度的纠偏方法以及修改跟踪目标点位置的纠偏方法。实验数据显示,综合运用基于几何误差参数模型的跟踪纠偏方法和修改跟踪目标点位置的纠偏方法能有效提高定日镜跟踪精度。此外,还对纠偏策略无法消除残余跟踪误差的原因进行研究。

飞机模型俯仰-滚摆耦合复杂流场测试系统设计

为真实地模拟飞机机动飞行和分析俯仰-滚摆耦合状况下的动态气动特性和复杂流动机理,首次在风洞中实现了模拟飞机的俯仰与滚转的复合运动.使用E型架结构实现飞机模型俯仰角α的正弦运动,同时侄E型架上安装交流伺服电机直接控制飞机模型的滚转角(?);本系统采用了旋转编码器的输出脉冲来测量模型的转角,并记录下该脉冲出现的时刻,用这些数据得到飞机模型在风洞实验中滚转角的时间历程和滚转力矩特性,并用激光片光系统进行流态显示.使用这套系统得到了俯仰-滚摆耦合运动下的气动特性.分析表明,俯仰-滚摆耦合状况下进一步推迟了滚摆开始攻角,不稳定性增加.同时证明该系统满足风洞实验要求.

俯仰-滚摆耦合复杂流场试验研究

给出 8 0°三角翼模型在低速风洞中实施俯仰 滚摆耦合大幅度振动的复杂流场测量结果 ,包括静态和动态、单自由度俯仰和滚摆、俯仰 滚摆耦合运动条件下的流动显示结果和强迫俯仰、自由滚摆条件下的滚转角时间历程测量结果。分析了耦合运动对前缘分离涡和气动特性的影响 ,以及不同相位角和不同频率对耦合气动特性的影响。结果表明 ,双自由度的耦合运动比单自由度运动具有更为明显的动态迟滞特性 ,进一步推迟分离涡的破碎 ,推迟开始滚摆的攻角αwr。

横滚-俯仰式红外成像导引头盲区跟踪控制方法研究

为解决空空导弹极坐标稳定平台在小离轴角附近的中心盲区,尤其是在小视场角时目标的可能丢失,对横滚-俯仰式红外成像导引头盲区跟踪控制方法进行了研究。建立了不同坐标系,用像平面几何方法给出了极坐标稳定平台盲区的数学描述。提出了盲区控制方法:用跟踪微分器实现不依赖于模型的预测滤波,形成含预测滤波的指令规划;用指令规划系统进行光点坐标解算、像点坐标合成、指令优化、预测滤波与规划,避免像点飞出瞬时视场。对目标始终在盲区内和跨越盲区两种运动方式进行了仿真,结果表明:前者的目标始终在导引头视场内,后者的失调角更小,可用适当的控制律保证导引头不丢失目标,方法合理有效。

倾斜尾桨直升机侧滑-俯仰耦合研究

针对倾斜尾桨直升机的侧滑-俯仰耦合进行了分析研究。首先描述了倾斜尾桨直升机在横侧静稳定性模拟试飞中出现的侧滑-俯仰耦合现象;进而分析了该耦合产生的机理,给出了该耦合的主要影响因素;最后对该耦合的解耦方法和试飞评估方法进行了研究。研究结果可为倾斜尾桨直升机侧滑-俯仰耦合的试飞与评估提供重要参考。

水下宽带源方位估计的克拉美-罗界研究

推导了水下宽带源方位估计的克拉美-罗界(CRB)解析式。它揭示了宽带CRB的特点和影响方位估计性能的因素:(1)单源的宽带CRB可分为两部分:与阵列相关的部分包括阵列结构、目标方位及基阵参考点等因素;与信号相关的部分包括信号频率二阶矩及信噪比等。(2)相互独立的两个目标源,每个源的CRB与单源时相应目标源得到的结果相等。(3)两个相关源之间的夹角大于一个波束宽度时,每个源的CRB与单源结果也很接近。(4)由于信源数估计错误,单源误以为是双源,将使CRB值趋于无穷大。仿真结果验证了理论分析的正确性。因此,宽带CRB除给出宽带方位估计算法的最佳估计性能外,还能从方位估计的角度,为宽带阵列及信号波形设计等提供有益的指导。

带弹性附件充液矩形贮箱俯仰运动动态响应

首先建立了俯仰运动矩形贮箱刚-液-弹耦合系统在外力矩作用下的耦合动力学模型,给出满足边界条件的速度势函数和液面波高的级数表达式,采用伽辽金法离散,将动力学模型转化为常微分方程组,得到刚-液-弹耦合系统的固有频率,给出简单的近似表达式,分析了转动中心距静液面不同位置时刚-液-弹耦合系统各阶固有频率的变化规律,系统转动中心距静液面较近时,耦合后液体反对称模态和刚体的固有频率对比耦合前减小,较远时则增大,最后进行数值验证,比较分析了液体和弹性体对刚体姿态的影响.

TDRSS中用户星的星-星天线跟踪规律深入研究

应用坐标转换,得到用户星的星-星天线基本跟踪规律。针对几种情况,并考虑地球的隔断影响和天线的自身限制,对星-星天线的方位角和俯仰角表达式进行了修正和补充。最后,针对某用户星,应用Matlab进行数学仿真。结果表明,根据得出的跟踪规律,可以使用户星的星-星天线最大范围地跟踪中继卫星。

海面多径环境下雷达目标俯仰角测量提取的研究与应用

在单脉冲测角体制下,由于多径回波信号的干扰,极大地影响了雷达对低空目标俯仰角的测量。通过对多路径反射环境模型分析,同时考虑镜面反射和漫反射的干扰,得出了岸、海基单脉冲雷达低空目标跟踪时俯仰角测量误差的产生原因,将传统的多目标分辨算法(C2算法)与偏差补偿技术相结合应用于低角多径环境下偏轴跟踪目标俯仰角的测量,弥补两种算法各自的不足。在给定的测量环境下对不同高度目标进行仿真,得到良好的仿真结果,表明两种算法结合使用,可较大地提高低空目标偏轴跟踪俯仰角的测量精度。并将其应用于某型雷达对掠海巡航飞行目标测量数据事后俯仰角的提取,与雷达实时输出的俯仰角测量数据相比,验证了该算法的有效性和可实施性。

充液挠性航天器俯仰运动分岔特性初步研究

该文考虑了带弹性帆板与液体燃料的航天器做俯仰运动时刚-液-弹之间的相互耦合作用,采用已推导的刚-液-弹耦合系统非线性动力学方程组,应用多尺度法解析分析耦合系统的液体一阶主共振,利用奇异性理论对分岔方程进行分析,得到多种分岔模式,随后根据该文研究的耦合系统物理系数范围,确定只存在滞后点分岔,表现为幅频曲线软、硬特性的转换现象。

充液挠性航天器俯仰运动1：1：1内共振动力学分析

采用已推导的俯仰运动矩形贮箱受控刚-液-弹耦合系统在外力矩作用下的耦合动力学模型,在刚体上加入控制项,详细分析了系统固有频率的精确解与近似解.应用多尺度法对耦合系统1:1:1内共振进行解析分析,与数值解比较验证解析解的正确性.通过近似解析分析得到刚-液-弹之间的耦合作用机理:1)液深影响整个系统的软硬特性,当液体发生软硬特性转化时,处于液体原多值频率区域的刚体和弹性体幅频曲线分支峰值会减弱,且具有相同的特性转化趋势;处于液体新多值频率区域的刚体和弹性体幅频曲线分支峰值会增强,且具有相反的特性转化趋势.2)刚体和弹性体幅频曲线的峰值均在以受控刚体和弹性体为主的耦合系统固有频率处,以液体为主固有频率激励,刚体和弹性体振幅较小.

低重环境下俯仰运动圆柱贮箱内液体晃动

考虑低重环境下由于表面张力的影响使得圆柱贮箱内液体呈现弯曲自由液面的情况,以俯仰激励下液体晃动的占优模态振型函数为晃动速度势的基函数,利用傅里叶--贝塞尔级数对贮箱受俯仰激励时的自由液面处的运动边界条件进行展开,得到能描述晃动系统本质的广义状态方程,并分别给出了固有频率、晃动波高、晃动力和晃动力矩等晃动特征的计算方法.通过具体算例得到了俯仰激励下贮箱内液体晃动特征的动态响应,同时验证了文中方法的收敛性、可行性和正确性.

雷达低空目标闭环跟踪的C^2-偏差补偿算法研究

在单脉冲测角体制下,由于多径回波信号的干扰,极大地降低了雷达低空目标俯仰角测量精度。通过对多路径反射环境模型分析,同时考虑镜面反射和漫反射的干扰,得出了岸、海基单脉冲雷达低空目标跟踪时俯仰角测量误差的产生原因,将传统的多目标分辨算法(C^2算法)与偏差补偿技术相结合应用于低角多径环境下目标俯仰角的测量,弥补两种算法各自的不足。在给定的测量环境下对不同高度目标进行了仿真,得到良好的仿真结果,表明两种算法结合使用,可较大地提高低空目标俯仰角的测量精度。

DFD低速风洞α-β机构设计研究

根据沈阳航空工业学院设计研制的DFD低速风洞α - β机构的设计要求 ,结合以往同类型机构的设计特点 ,提出了DFD低速风洞α - β机构的设计方案 ,并对机构工作原理和α、β两个角位移的调整精度进行了分析计算。

一种无人机俯仰角控制PID参数的优化方法

为改善飞机俯仰角控制系统的动态性能及稳态精度,对小型无人机的俯仰角通道采用PID控制器进行控制.针对传统PID控制器容易整定不良的缺点,采用遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)相结合的方式对PID的参数进行整定,并对PSO的惯性权重采用先减后增的方式进行动态调整.利用Matlab/Simulink对改进遗传算法及传统遗传算法进行了仿真.仿真结果表明改进遗传算法能有效改善系统的动态性能及稳态精度.

不同俯仰角对直升机水上迫降特性的影响

采用任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian Eulerian,简称ALE)方法和罚函数耦合方法对带应急救生浮囊的直升机着水冲击过程进行了流固耦合仿真计算,从浮囊吸能角度对直升机着水冲击过载的影响机理进行了阐述,揭示了不同初始俯仰角对直升机着水冲击过载特性的影响规律。研究结果表明:直升机着水冲击过程中垂向过载占主导作用;随着俯仰角的增大,过载峰值出现时间延迟,过载峰值显著增大;在大俯仰角下浮囊的吸能效果降低,从而导致着水冲击过载峰值大幅增大。对比零俯仰角工况,当初始俯仰姿态角为10°时,过载峰值从8.83g增加到18.89g,增加了115%;浮囊的吸能效果降低了9.12%。

低速俯仰—滚摆耦合复杂流场试验研究

本文给出80°三角翼模型在低速风洞中实施俯仰－滚摆耦合大幅度振动的复杂流场测量结果，包括静态和动态、单自由度俯仰和滚摆、俯仰－滚摆耦合运动条件下的流动显示结果和强迫俯仰、自由滚摆条件下的滚转角时间历程测量结果。六分量气动载荷测量结果。分析了耦合运动以及不同相位角和不同频率对耦合气动特性的影响。结果表明，双自由度的耦合运动比单自由度运动具有更为明显的动态迟滞特性，进一步推呐的破碎，推迟开始滚摆的攻角awr，双自由度耦合运动的也动力系数迟环比单位自由度运动时更为明显。

光电经纬仪跟踪架结构模式浅析

综述了光电跟踪系统跟踪架的使用概况 ,详细论述目前国内外各类光电跟踪架的结构模式、特点 。

刚毛翼拍合过程中复合运动对升力的影响

为揭示拍合过程中拍动和俯仰运动重叠对刚毛翼升力的影响,基于重叠网格方法建立了刚毛翼的计算流体动力学模型,分析了刚毛翼悬飞时的黏性效应,在此基础上研究了拍动-俯仰重叠率对刚毛翼升力系数的影响规律及机制。研究结果表明:随着基于弦长的雷诺数由10逐渐增加至80,刚毛间隙泄漏明显增强,刚毛翼内外侧压差和刚毛间隙泄漏率与雷诺数之比不断减小,导致压力和剪切力对升力系数的贡献不断减小,升力系数不断降低;通过采用较高的拍动-俯仰重叠率,可使拍合过程中的流体泄漏方向与刚毛运动方向相反,在合拢阶段形成明显的竖直向上剪切力合力,而在打开阶段形成明显的竖直向上压差,从而将合拢和打开阶段的负升力峰值转变为正升力峰值,有效提高刚毛翼的平均升力系数。