基于MEMS惯性延时机构的动态特性分析与仿真

研究了引信微机电安全系统的惯性延时机构的原理结构和运动模型,对惯性延时机构在勤务处理中的微小扰动和发射后坐的运动和动态特性进行模拟分析,并分析其结果曲线,给出了微惯性延时机构的运动规律和机构设计需要考虑的因素。

基于MEMS的钟表惯性延时机构仿真分析

研究引信微机电安全系统的钟表惯性延时机构的原理结构和运动模型,对钟表惯性延时机构在发射后凭借外部激励产生的运动和动态特性进行模拟仿真分析.给出了微惯性延时机构的运动规律和机构设计需要考虑的相关因素.

低G值惯性延时MEMS火工品一体化设计

开展了具备低G值惯性延时解保功能的MEMS火工品的研究工作,提出了MEMS火工品一体化设计的技术方案,通过ADAMS软件与ANSYS软件分析了MEMS火工品中电热锁销机构以及延时机构的动力学模型。结果表明:所设计的锁销机构可以在10V直流电压的控制下输出57.2μm的位移,满足相应的解锁要求;所设计的延时机构可以在10g环境力的作用下,实现560ms的延时输出,输出位移为1.5mm;MEMS火工品的整体尺寸为10mm×10mm×0.28mm。

低g值惯性延时电热MEMS安全与解除保险装置

针对MEMS安全与解除保险装置解除保险方式单一且不易感知低过载环境力的技术难点,将微尺度下电热力与惯性力结合,提出了低g值惯性延时电热MEMS安全与解除保险装置。该装置主要由硅隔断、齿轮组、平面扭簧以及电热锁销机构组成。分别建立了电热锁销机构以及延时机构的动力学模型,并通过ADAMS软件与ANSYS软件对相应模型进行了仿真验证。结果表明,所设计的锁销机构可以在10 V直流电压的控制下输出57.2μm的位移,满足相应的解锁要求;延时机构可以在10 g环境力(持续时间约700 ms)的作用下,实现560 ms的延时输出。

惯性时延工业对象的H_∞混合鲁棒控制

本文在H_∞控制理论和参数化鲁棒控制器设计理论的基础上,提出一种基于系统互补灵敏度η(S)满足鲁棒性能指标的条件下,能吸收被控对象的阶次变化,导出一种适合惯性加输入纯时延对象的鲁棒控制器,它的结构与阶次不随该类被控对象的阶次而变化,它的参数需要用效果较好的2次型输出误差泛函极小与次优H_∞控制理论进行联合整定,即H_∞混合鲁棒控制:给出可选(τ,T)数组值的整定策略;论证了由此构成的闭环控制系统的稳定性与对输入的渐近跟踪特性。最后用MATLAB仿真程序,给出控制器参数在初值与鲁棒次优值下系统的阶跃响应;为了验证对象模型不确定时系统的鲁棒性,给出控制器参数在次优值下不变,对象参数上下波动60%时的动态响应,及对象阶数下降与上升时的动态响应,还给出此种控制器结构用于标称3阶与特大纯时延2阶对象时的情况。

执行器速率饱和下的系统归一化及控制性能定量评估

为解决控制器设计中是否需要对执行器速率饱和影响进行补偿的问题,针对速率饱和现象对控制性能的影响进行了定量分析.基于频域时间尺度变换特性,提出了一阶惯性时延被控对象所在闭环系统在执行器速率饱和下的参数归一化方法,将可变参数由4个简化为1个.采用近似最大灵敏度约束积分增益优化(AMIGO)和Skogestad内模控制(SIMC)2种比例积分微分(PID)整定方法来设计控制器参数.经过仿真和逆归一化处理,得到了在恒定系统超调下执行器临界速率饱和值与系统参数之间的数学模型.分析结果表明:AMIGO-PID和SIMC-PI控制器对应的数学模型的平均精度分别为13.89%和2.17%;在相同系统最大超调下,相较于AMIGO-PID控制器,SMIC-PI控制器对执行器的动作速率要求更低,说明SIMC-PI控制器对于执行器的速率饱和影响具有一定的缓和作用;当实际执行器速率饱和值小于模型估计值时,应对速率饱和的影响进行补偿,反之可忽略其影响以节约设计成本.

和差信号校相残差对星载自跟踪系统的影响

星载自跟踪系统由于其特殊的工作环境,易产生和差信号的校相残差,从而影响系统跟踪性能,严重时甚至会导致跟踪无法收敛,因此,研究其对自跟踪系统的影响规律,具有实际工程指导意义。由于实际系统具有惯性延时、非线性等特点,无法使用纯数学方法分析和差信号校相残差对自跟踪的影响。本文采用了数学分析结合仿真分析的方法,首先使用数学方法分析了校相残差对无惯性延时理想系统的影响,得到了校相残差对跟踪轨迹、收敛速度的影响规律。然后,结合星载自跟踪系统负载跟踪速度较低的特点,建立并简化了自跟踪系统仿真模型。仿真结果显示,实际系统相对于无惯性延时的理想系统,校相残差的影响更显著,但跟踪轨迹、变化规律相同;同时也验证了理论分析的正确性。结论表明,随着校相残差从零逐渐变大,跟踪轨迹由直线收敛、螺旋收敛、圆形环绕变为螺旋发散直至直线发散;校相残差对自跟踪系统的影响大小主要由控制系统惯性延时和开环增益决定,惯性延时、开环增益越大收敛速度越慢直至发散。