潜艇应急上浮六自由度运动及黏性流场数值模拟

为揭示潜艇应急上浮过程中的强非线性运动及水动力作用规律,基于RANS方程及流体体积模型,针对Suboff标模建立了潜艇应急上浮数值预报方法。通过开展不同纵倾攻角及斜航漂角下全附体模型的水动力计算,验证了该计算方法的有效性,确定了其适用范围,进而结合整体动网格技术模拟了潜艇的应急上浮过程,获得了艇体六自由度运动的时历参数及流场细节信息。数值模拟结果表明该方法能够较合理地描述潜艇上浮的运动规律,也证明了该方法在潜艇上浮多自由度运动及水动力性能研究中的潜力和适用性。

六自由度运动平台实时控制的正/反解算法

本文详细研究了六自由度运动平台的正解和反解 ,提出的正解算法具有算法简单、解算效率高和易于编程实现等优点 ,可应用于六自由度运动平台的实时控制中。本算法已经在MATLAB的Simulink中利用xPCTarget技术和模块编程的思想得到实现。最后 。

某型六自由度运动系统误差建模

基于多体系统运动学理论的基本原理,结合六自由度运动系统,阐述了多体系统的拓扑结构,分析了多体系统有误差运动的基本规律,推导了特征矩阵构建方法,研究了根据特征矩阵得到六自由度运动系统空间误差模型.本方法可为其他类型的多自由度运动系统的误差建模及误差补偿提供理论参考.

4种形式的六自由度运动平台及其运动性能比较

通过讨论４种不同结构形式的六自由度运动平台，特别是比较其运动性能，证明：没有任何一种平台的性能在所有方面都优秀，某种平台只能在某些方面比较好．但Ｓｔｅｗａｒｔ平台的综合性能最好．

幅相控制策略在六自由度运动模拟器中的应用

由于六自由度运动模拟器自身的闭环频率特性及非线性等因素,对于正弦输入信号存在幅值衰减和相位滞后,很难实现对高频正弦信号的精确跟踪,针对这一问题采用基于Widrow-Hoff学习算法的幅相控制策略.利用运动学正解间接得到的运动模拟器上平台位姿的反馈信号,通过该控制策略迅速地调整系统输入正弦信号的幅值和相位,使系统输出在短时间内对设定信号进行精确跟踪.仿真和实验表明,该方法在实现六自由度运动模拟器对正弦信号的精确跟踪问题上明显优于常规的经典控制,对于其他正弦运动的精确跟踪系统同样具有普遍意义.

基于多传感器信息融合的六自由度运动记录方法

以六自由度运动作为研究对象,提出了一种基于多传感器信息融合的运动记录方法。通过加速度模块获得加速度,解耦计算出六自由度运动的转角信息。通过融合转角信息和摄像头记录的图像信息,计算出六自由度运动的位移信息。通过实验验证了该方法的可行性。

六自由度运动模拟器振动控制策略

针对液压驱动六自由度运动模拟器在对振动环境进行模拟的过程中存在幅值衰减和相位滞后,难以保证对高频随机信号的复现精度这一问题,提出采用基于铰点空间控制与基于操作空间控制相结合的方式,在单缸比例加前馈控制的基础上,通过三状态控制策略来扩展系统的频宽,同时在保证系统稳定的前提下达到精确复现输入位置随机信号的目的。实验结果表明,采用三状态控制策略的六自由度运动模拟器可以将系统输出对输入的位置随机信号在0.5～25Hz频率内的功率谱密度误差控制在±3dB以内,满足精确复现的性能指标。

协调式六自由度运动平台的运动学分析

从平台的基本变换着手 ,用运动平台和固定平台间的矢量关系分析了协调式六自由度运动平台的运动学性能 .给出了平台进行各种运动 (平动、转动 )时作动筒的位移、速度和加速度变化规律 ,并以一个具体实例对其进行了验证 .

飞行模拟器六自由度运动系统负载交联耦合的研究

以所研制的飞行模拟器液压六自由度运动系统试验样机为研究对象 ,通过建立运动系统的多通道数学模型 ,对并联六自由度运动系统的耦合特性作了定性分析 ,探讨了该类控制系统的特点和适用的控制策略 ,并在试验样机上作了实验研究 ,从理论和实践上对并联六自由度运动系统的负载交联耦合特性作了深入的研究。

潜艇水下六自由度运动仿真数学模型

潜艇水下运动是多姿态的三维空间运动。计算机仿真要对其进行比较准确的描述和对运动状态进行动态仿真研究 ,其关键技术是建立潜艇空间运动方程。该文在描述潜艇水下运动的基础上 ,建立了可用于非线性修正的潜艇三维空间运动方程。经过必要的数理推导 ,定量确认了模型的有效性。最后 ,以某潜艇为例 ,研究了该型潜艇水下运动规律和操纵特点。

飞行模拟器六自由度运动平台的位置分析与测量控制

针对飞行模拟器六自由度运动平台的位置分析与测量控制进行了研究；依据位置测量元件实时测量到的液压缸长度，运用位置正解算法对运动平台的位置进行了分析，给出了位移传感器的工作原理和位置正解算法模型；利用电液驱动方式组成了体积小、重量轻、加速能力强和快速反应的运动平台控制系统；同时以飞机的俯仰角为例，建立了运动平台驱动信号洗出的算法模型，实现了对模拟座舱的位置和姿态的精确控制；实际应用表明，这些方法是有效可行的，能应用于六自由度运动平台的实际应用中。

飞行模拟器六自由度运动平台的仿真研究

解决民航客机训练用的六自由度运动平台模拟逼真度的问题,研究了与之相应的洗出算法,并应用Pro/E及Mathematica建立了相应的模型。在此模型的基础上,采用了经典滤波算法对一组实际飞行数据进行仿真和分析。为使程序具有通用性,整个算法采用离散的形式,同时对洗出算法的参数进行了优选,这不仅符合实际的仿真情况,更使得整个程序的柔性化大大加强。结果表明,该算法使得六自由度运动平台在计算机上实现了逼真的仿真。

六自由度运动平台液压系统振动和噪声的研究

通过对液压系统主要组成元件振动和噪声的分析 ,建立了电机质量不平衡引起基础强迫振动的数学模型 ,提出了控制该系统振动和噪声的相关措施 ,并经过六自由度运动平台机构液压系统的实际应用 。

载荷分布对六自由度运动平台动力学性能的影响

用Newton-Euler方法,分析了运动平台的力矢和力矩,建立了统一的六自由度运动平台动力学方程。利用该方程研究了不同载荷分布时六自由度运动平台各液压缸的受力情况,并用Matlab进行了计算。结果表明,不同载荷分布时,某些液压缸的驱动力的最大值成倍增加,变化极为复杂,为六自由度运动平台的设计及控制提供了理论指导。

飞行模拟器六自由度运动系统的实验研究

介绍了自主研制的飞行模拟器液压六自由度运动系统试验样机,并以该样机为试验研究对象,对其控制系统的特点和适用的控制策略作了探讨,提出了具有输入、输出前馈补偿的模糊自适应PID控制策略。并用该控制方法,对并联六自由度运动系统的运动性能作了实验研究,结果表明所研制的试验样机是成功的,为飞行模拟器六自由度运动系统的工程实践和并联六自由度运动系统在其它领域中的扩大应用奠定了一定基础。

耦合六自由度运动弹性飞机阵风响应数值模拟

耦合飞机刚体六自由度运动,考虑飞机结构气动弹性变形,基于全湍流Navier-Stokes方程流场数值模拟方法,建立了离散阵风作用下弹性飞行器气动载荷与飞行姿态响应的数值模拟技术。其中模态空间中结构动力学方程以及六自由度运动方程分别采用四阶R-K进行时间推进求解,采用Radial Basic Function(RBF)技术进行气动/结构数据耦合,对应飞机姿态以及弹性变形采用RBF与TFI组合模式的动网格方法进行网格更新;以飞翼布局弹性飞机为数值研究对象,研究了离散阵风作用下飞行器的气动载荷响应以及飞行姿态的变化,对比分析了刚性飞行器与弹性飞行器对离散阵风响应的区别,为进一步系统地分析真实飞机飞行品质提供数值平台。

基于AMESim/Matlab的液压六自由度运动平台仿真研究

为了提高液压六自由度平台的建模精确度,改善控制效果,采用AMESim和Matlab两种软件以及PID控制技术对平台单通道系统进行了联合仿真。仿真结果表明,利用AMESim与Matlab各自优势的联合仿真技术具有良好的仿真效果,为进一步开发、研制液压六自由度运动平台打下了良好基础。

六自由度运动平台可视化软件的设计与实现

对六自由度平台运动可视化的研究将为平台研制提供新的手段。该文介绍了平台六自由度运动可视化软件的核心部分-驱动算法的原理和在OpengGVS中的实现过程。这一基于巧妙的坐标系选取和变换的算法,简洁明了地解决了虚拟平台和作动筒间复杂的协调运动问题。在这基础上开发的平台六自由度运动可视化软件基本达到了设计要求,使虚拟平台能够实时模拟真实平台的协调运动并实现了碰撞检测和多角度观察,取得了令人满意的结果。

六自由度运动平台液压伺服系统的建模与仿真

文章较为详细的介绍了六自由度运动平台的机构特点及应用。在平台控制总体设计的基础上完成了液压伺服系统的建模工作,在Matlab软件中对系统进行了仿真分析,将常规PID控制和基于神经网络算法的先进PID控制方法进行对比,仿真结果表明基于神经网络的PID控制方法对伺服系统具有良好的控制效果,同时也证明了电液伺服控制系统设计的合理性,将控制策略应用于样机平台,平台运行稳定,流畅。为平台控制的进一步改进和完善奠定了基础。

基于六自由度运动方程的潜艇转向位置推算表

潜艇鱼雷攻击作图过程中,若使用战术尺绘制潜艇转向机动轨迹,则绘制轨迹与潜艇实际运动轨迹将存在一定的误差;而利用潜艇六自由度仿真运动程序则能制作出较为实用的用于鱼雷攻击作图的潜艇转向到时位置推算表。通过将其与传统方法进行比较后可知,利用到时位置推算表进行绘图可提高绘图精度。