一种用于空间系绳卷取的自适应机构

针对空间绳网系统的缆绳收口要求,介绍了一种由双转子电机、双卷筒和自由导绳套筒组成的自适应缆绳卷取机构,给出了机构的设计思路。通过建立其系统动力学方程,据此得到系统各状态变量的稳态解,理论和实验分析缆绳卷取过程的特性,证实此卷取机构的有效性和一定的适应性,为类似空间绳系的卷取机构设计提供参考。

带刚性臂的空间绳系机构偏置控制

通过系绳与机构间串联的可控刚性臂作为偏置控制器,对由轨道偏心率引起的系统面内运动发散动力学问题进行分析,研究了空间绳系机构系统的位置与姿态最优控制问题.利用Gauss伪谱法,将绳系机构位置与姿态最优控制离散为大规模动态规划问题,借助非线性规划方法求解,并引入状态反馈补偿来抑制系统的初始扰动.数值结果表明,偏置机构的引入提高了系统面内运动发散的轨道偏心率,机构的位置与姿态控制可相互解耦,以系绳张力、刚性臂转动加速度和绳系机构上的动量轮作为控制输入,降低了动量轮的控制力矩,状态反馈跟踪补偿控制器有效消除了系统的扰动影响.

电磁散射测试的可重构绳系并联支撑机构

根据电磁散射测试时被测目标物姿态滚转变化的需求,提出一种能同时满足全滚转扫描和其他多种姿态测试要求的可重构绳系并联支撑机构设计方案,并进行了理论分析和试验验证。用双回转机构构建可重构绳系并联支撑机构,建立了该机构的运动学模型和静力学模型。根据该机构的结构矩阵,采用蒙特卡罗法求解其力闭合工作空间,计算得到设计参数下的姿态工作空间,分析了目标物全滚转、俯仰,全滚转、俯仰和偏航2种组合姿态运动状态下,绳长的变化规律和绳拉力的分布情况。进一步地,分别对泡沫转台支架和绳系结构支撑的电磁散射特性进行了测试和分析。最后,分析了某飞机目标物在泡沫转台支架和绳系支撑下的雷达散射截面。结果表明:在8~12 GHz频段内,可重构绳系并联支撑机构表现出很好的低散射特性。2种支撑方式下飞机目标雷达散射截面测试误差的绝对值小于1 dBsm,相对误差为±10%。可重构绳系并联支撑机构支撑可拓展电磁散射测试能力,具有良好的工程实际应用前景。

全模颤振四绳支撑系统运动特性与稳定性

全模颤振风洞试验是飞行器气弹设计与验证的重要环节,其中的一个关键问题是设计满足固有频率和运动调整范围要求的模型支撑。该文以跨声速风洞试验为应用背景,基于绳系并联机构原理,提出一种四绳-三弹簧牵引的全模颤振支撑方式。根据运动学关系,建立该四绳-三弹簧系统的刚度表达式;基于虚功原理,推导了系统应满足稳定性的条件。通过刚度和气动导数矩阵分析,以及气动力作用下的模型位姿响应,证明了该支撑适用于静不稳定飞机模型。经过系统冲击响应及其频率影响因素研究表明:该支撑能满足全模颤振对支撑系统固有频率的要求;通过仿真计算和Adams软件模拟,验证了该支撑能通过控制绳长和操纵舵面调控,实现对飞机模型位姿的有效调整。研究结果可以为全模颤振试验模型支撑技术提供一种新的思路。

一种眼镜蛇机动试验方法的仿真研究

针对过失速机动中的眼镜蛇机动在飞行过程中的运动特点,提出了采用绳系并联机构作为模型在风洞中吹风试验的支撑机构。通过分析迎角的改变过程与特点,给出了适合于进行眼镜蛇机动风洞试验的支撑方式;针对某一典型试验模型,将支撑机构在ADAMS中进行了虚拟样机建模,并分析了试验过程中支撑绳索的长度变化情况,分析结果表明了应用该支撑方式在风洞中进行眼镜蛇机动吹风试验的可行性。