NURBS体参数化模型的无支撑打印算法

处理大角度悬垂结构的打印问题是无支撑打印的主要挑战。针对NURBS(non-uniform rational B-spline)体参数化模型的多自由度无支撑三维打印技术,提出一种锥形切片算法。通过对模型的三维文件进行几何映射,利用水平切片算法对其进行切片,得到模型变形后的连续打印路径G-code;然后对得到的G-code进行逆映射,生成适用于六轴机械臂的多自由度连续打印路径。利用锥形切片算法规划打印路径,可以在无须支撑的情况下,依靠自支撑结构实现对悬空结构部分的打印。最后,通过仿真实验和对比实验,验证了锥形切片算法的准确性、可行性和有效性。锥形切片算法的引入为NURBS体参数化模型的无支撑三维打印提供了一种更加高效、经济和环保的解决方案。

高速再入飞行器的鲁棒自动驾驶仪设计

针对高速再入飞行器的自动驾驶仪设计问题,基于鲁棒参数化方法,采用特征结构配置和模型参考跟踪理论设计BTT飞行器姿态控制系统的鲁棒控制器,完成对于制导信号的快速跟踪。本设计的鲁棒镇定器是一个不随滚动角速度变化也无需切换的定常反馈镇定律,结构简单,便于工程实现。通过分析高速再入飞行器的特点,给出了简单可行的控制方案。将所设计的控制器应用于飞行器非线性模型进行了六自由度仿真试验。仿真时考虑了系统执行机构的时滞和饱和特性。仿真结果验证了所设计的控制器的有效性。

Six—Parameter Exponential—Type Potential and the Identity for the Exponential—Type Potentials

We propose a six-parameter exponential-type potential (SPEP), which has been shown to be a shape-invariant potential with a translation of parameters. For this reducible potential, the exact energy levels are obtained byusing the supersymmetric shape invariance technique. Choosing appropriate parameters, four classes of exponential-typepotentials and their exact energy spectra are reduced from the SPEP and a general energy level formula, respectively.Each class shows the identity except for the different definitions of parameters.

六自由度Stewart平台动力学模型的特性分析

根据六自由度Stewart平台的动力学模型,利用矩阵分析的方法详细分析和证明了动力学模型的一些物理特性:动力学模型系数矩阵的有界性,矩阵函数的斜对称性以及动力学模型的线性参数化.这些工作为基于六自由度Stewart平台动力学模型的非线性控制器设计、系统稳定性的证明以及系统物理参数的辨识奠定了理论基础.

柔性悬臂梁柔度6σ稳健优化设计

在柔顺机构优化中如何考虑设计变量的随机波动与外界随机载荷的不确定性干扰成为柔性机构稳健可靠性保障的关键问题。引入6σ稳健设计方法,建立了稳定性优化模型,并对以柔性悬臂梁为载体的柔顺机构进行了柔度稳健优化设计,通过与传统柔性悬臂梁柔度确定性优化结果对比表明,其柔度稳健水平达到了8σ,验证了6σ稳健优化设计具有良好的效果。

变弯度机翼外形与拓扑分步优化设计

针对变弯度机翼气动优化和轻量化的设计要求,提出了气动外形与结构拓扑分步优化设计。该设计以机翼气动优化的计算结果为基础,通过变密度法建立机翼前后缘拓扑优化设计结构。提出了一种6参数描述机翼外形的参数化方法,通过B样条曲线进行局部修正,采用遗传算法对气动外形进行优化。基于优化后的机翼气动外形采用变密度拓扑优化算法建立RAMP插值模型,设计前后缘拓扑结构与机翼展向模型。通过3D打印技术对前后缘变弯度机翼拓扑结构进行加工并开展变形试验。气动仿真结果表明,6参数变弯度翼型的变形区间最大且外形连续光滑。与基础机翼相比,优化后的机翼在起飞过程中升阻比提高了35.7%,巡航状态下升阻比提高4.4%。通过变形试验结果得出前缘拓扑结构等效偏转角为9.37°、后缘拓扑结构等效偏转角为9.18°,偏转效果良好,验证了气动外形与拓扑分步优化设计的可行性。