Mathematical modelling of translational motion of rail-guided cart with suspended payload

In this paper modelling of the translational motion of transportation rail-guided cart with rope suspended payload is considered. The linearly moving cart,driven by a travel mechanism,is modelled as a discrete six degrees of freedom (DOF) dynamic system. The hoisting mechanism for lowering and lifting the payload is considered and is included in the dynamic model as one DOF system. Differential equations of motion of the cart elements are derived using Lagrangian dynamics and are solved for a set of real-life constant parameters of the cart. A two-sided interaction was observed between the swinging payload and the travel mechanism. Results for kinematical and force parameters of the system are obtained. A verification of the proposed model was conducted.

A discrete-event model to simulate the effect of truck bunching due to payload variance on cycle time, hauled mine materials and fuel consumption

Data collected from truck payload management systems at various surface mines shows that the payload variance is significant and must be considered in analysing the mine productivity,energy consumption,greenhouse gas emissions and associated cost.Payload variance causes significant differences in gross vehicle weights.Heavily loaded trucks travel slower up ramps than lightly loaded trucks.Faster trucks are slowed by the presence of slower trucks,resulting in‘bunching’,production losses and increasing fuel consumptions.This paper simulates the truck bunching phenomena in large surface mines to improve truck and shovel systems’efficiency and minimise fuel consumption.The study concentrated on completing a practical simulation model based on a discrete event method which is most commonly used in this field of research in other industries.The simulation model has been validated by a dataset collected from a large surface mine in Arizona state,USA.The results have shown that there is a good agreement between the actual and estimated values of investigated parameters.

无人机载光电平台隔振性能测试与分析

针对无人机载光电平台的安装特点,文中对平台及阻尼减振器特性进行了分析、建模与测试。首先,对光电平台阻尼减振器特性进行了介绍;其次,分析了安装阻尼减振器后的光电平台特性,并对阻尼减振器的运动特性进行建模,分析阻尼减振器安装布局与平台性能之间的关系;最后,结合具体某型光电平台及其配套阻尼减振器,给出了仿真结果及相同外部扰动条件下减振器安装位置对平台性能的测试结果。结果表明:相关研究对优化无人机载光电平台阻尼减振器布局及提升载荷整体性能具有积极的意义。

统一驱动与能力抽象结合的无人机载荷虚拟化方法及实现

随着无人机及其集群应用不断深入并日益广泛,无人机载荷呈现种类多样、形态异构、接口复杂等特点,但同时要求系统能快速接入并高效管理载荷。为了解耦无人机载荷与系统平台的紧密关系,扩展对异构载荷的兼容能力,提出一种新型的载荷设备虚拟化方法。提出分层驱动模型,实现载荷硬件设备和驱动软件的解耦,使载荷设备接入过程标准化,该模型通过软硬件协同实现;提出基于“能力”的载荷抽象,解耦载荷应用功能及其设备实体;给出了载荷虚拟化方法具体实现及其典型验证实例。上述载荷设备虚拟化方法通过载荷应用、载荷驱动及载荷设备的软硬件解耦,增强了系统接入不同载荷的兼容性及扩展性,提高了统一管理多种载荷的效率。

Construction of Earth's gravitational field model from CHAMP,GRACE and GOCE data

The basic principle of spectral combination method is discussed,and the general expressions of the spectral weight and spectral combination of the united-processing of various types of gravimetric data are shown.What＇s more,based on degree error RMS of potential coefficients,the detailed expressions of spectral combination formulae and the corresponding spectral weights in the Earth＇s gravitational field model（EGM） determination using GOCE ＋ GRACE and CHAMP ＋ GRACE ＋ GOCE are derived.The fundamental situation that ulux-champ2013 s,tongji-GRACE01,go-cons-gcf-2-tim-r5 constructed respectively by CHAMP,GRACE,GOCE data and go-cons-gcf-2-dir-r5 constructed by syncretic processing of GRACE,GOCE and LAGEOS data are explained briefly,the degree error RMS,cumulative geoid height error and cumulative gravity anomaly error of these models are calculated.A syncretic model constructed from CHAMP,GRACE and GOCE data,which is expressed by champ ＋ grace ＋ goce,is obtained based on spectral combination method.Experimentation results show that the precision of CHAMP data model is the lowest in satellite-only models,so it is not needed in the determination of syncretic models.The GRACE data model can improve the GOCE data model in medium-long wavelength,so the overall precision of syncretic model can be improved.Consequently,as many types of gravimetric data as possible should be combined together in the data processing in order to strengthen the quality and reliability with widening scope and improve the precision and spatial resolution of the computational results.

搭载任务载荷军用地面无人系统发展综述

随着军用地面无人系统研究的深入,单一的地面无人机动平台或任务载荷很难满足现代战场的需求,只有任务载荷和机动平台协同发展,地面无人系统才能在战场中真正形成战斗力。为进一步推动任务载荷与机动底盘协同技术的发展,综述了搭载任务载荷军用地面无人系统的发展背景、研究现状及技术特点,分别从多层次多维度的环境建模、基于多模态数据的通行度估计、基于多智能体协同建模的协同规划控制优化方法三方面对其关键技术进行阐述,总结了相关的研究框架和重点,并对搭载任务载荷军用地面无人系统未来的发展方向进行了展望。

卫星通信载荷向量化建模方法

随着运载、卫星平台、互联网星座和信息科技等不断进步,以及广域无线通信需求的不断增长,卫星的通信载荷正逐渐向大规模、多功能、复杂处理交换等方向发展,传统低效的人工设计方法已无法适应卫星数字化批产化发展趋势。提出了一种通信载荷向量化建模方法,该方法基于前向传播思想对所有链路同时进行向量化运算,并对运算结果基于链路逻辑连接关系进行压缩,最终得到了包含所有可能的链路路径组合。该方法仅以多项式级别时间复杂度便得到了通信载荷链路理论上所有可能组合,同时基于链路逻辑连接关系的压缩进一步降低了模型运算复杂度。性能分析结果表明,所提方法相比传统方法可以极大提高通信载荷数学建模效率,在数字化研制各阶段具有重要应用价值。

空间科学载荷元器件供应链管理能力评价指标体系研究——基于能力成熟度模型

空间科学载荷作为承担空间科学实验的载体,其研制与管理对于我国建设制造强国、质量强国和航天强国意义重大。建立科学合理的空间科学载荷元器件供应链管理能力评价指标体系有助于保障元器件的及时可靠的供应,从而确保空间科学载荷研制任务的顺利推进。本研究立足实际工程背景,通过对空间科学载荷元器件供应链的管理内涵与管理能力表征的分析,基于能力成熟度理论,以统筹、设计、保障、支撑四大能力域类型为基础,首次构建了面向过程的阶段式空间科学载荷元器件供应链管理能力评价指标体系,包含14个能力域与52个评价项,兼具科学性与工程实践性,以期为我国空间科学载荷元器件供应链管理体系的建设提供有益的方法论和实践参考。

物伞系统动力学模型和讨论

文章在总结前人工作的基础上,从牛顿和kirchhoff方程出发详细推导了二、六、九、十一、十二自由度模型下的物伞系统动力学方程。利用各个模型对同一物伞系统对象进行仿真计算,通过比较不同自由度物伞系统动力学模型下的计算结果,得出不同自由度模型的差异、特点以及应用范围和计算所需初始条件。

故障树专家系统在有效载荷状态诊断的应用

故障树分析法(Fault Tree Analysis,FTA)是分析系统可靠性和安全性的一种重要方法,在各行业故障诊断中得到了广泛的应用。通过将故障树分析法和基于规则的专家系统相结合,对于发现卫星故障并成功维修以确保在轨卫星应用任务的正常运行具有重要意义。文中建立了故障诊断框架,提出适合空间有效载荷故障知识获取及表示方法,可以极大地降低系统知识获取的难度,并提出载荷状态诊断的快速推理机制,实现了对实际任务中有效载荷状态故障的诊断。该诊断方法新颖,具有直观、非接触性、成本低、诊断速度快和正确性高的特点,能够极大地提高卫星运行控制工作的自动化程度、工作效率。

导弹水下动机座垂直发射载荷建模与仿真

导弹在水下动机座垂直发射过程中,受到横向流与弹性减震环对弹体的耦合作用,造成弹体出筒过程的受力状态的复合特征,对弹体出筒安全有很大影响。为解决上述问题,基于流体力学和动力学理论,针对潜艇带速水下垂直发射导弹过程中导弹的运动特征、流体动力特性、弹体与弹性减震环的相互作用进行研究,建立了水下动机座垂直发射导弹的横向载荷计算模型和耦合算法,并给出了载荷仿真算例。结果表明:所建立的模型与计算方法可行,可为导弹结构设计和发射系统参数设计提供研究参考和依据。

基于环境仿真的对地遥感卫星任务仿真系统

对地遥感卫星任务仿真系统(Satellite Mission Simulation System,SMSS)能够模拟对地遥感卫星对地遥感探测的过程,为卫星研制人员提供了卫星设计指标的分析与验证平台。应用综合自然环境建模与仿真技术提高了系统对地观测背景仿真、平台仿真、相机仿真的逼真度和数据准确性进而提高了卫星平台与载荷设计指标分析结论的参考价值。研制人员利用SMSS可开展设计指标评估工作。不仅如此,在地面系统在轨测试的应用场景中,SMSS可支持用户完成星地对接测试、开展地面应用系统后续数据处理等环节的调试工作。

卫星通信有效载荷分系统建模与仿真

对卫星通信有效载荷分系统进行了面向对象的分析与建模 ,模型包括转发器模型、天线模型以及链路计算模型等。转发器主要用发射机和接收机来描述。用转发发射机和有源发射机分别来描述透明转发器和处理转发器的发射机 ,而接收机则采用统一的建模方法。用VC ++开发实现了基于仿真的卫星通信有效载荷分系统性能分析与评估软件。介绍了该软件的体系结构 ,阐述了各部分的功能和内涵 ,并结合实例进行了仿真试验分析 ,验证了该软件的有效性。

基于铰链结构的机械臂操作柔性负载系统建模与控制

基于铰链结构研究了机械臂协调操作柔性负载系统的动力学建模与控制问题。提出了虚拟连杆的概念,以虚拟连杆为基准运用有限元法与拉格朗日方程建立了柔性负载的运动方程和振动方程,在负载坐标空间建立了系统的动力学模型。针对振动状态的不可测量性,应用刚性控制规律设计了控制器,给出了一种补偿系统动力学对位置控制影响的方法。仿真结果验证了该方法的有效性。

基于神经网络算法的桥式起重机防摇摆控制

针对桥式起重机运行过程中载荷摆动造成的运行精度差和工作效率低下问题,提出了一种神经网络直接逆模型控制方法,以降低载荷摆动。介绍了该控制系统中的神经网络逆模型控制器与辨识器的结构和算法;采用了带动量因子的BP算法调整权值,提高了神经网络学习速度;最后,应用Matlab对所设计系统进行了仿真测试。仿真实验结果表明,在不同载荷、绳长情况下,相对于PID控制方法,该方法具有更好的控制性能和鲁棒性。

对地观测卫星的多目标分配方法

卫星在进行短期对地观测任务时,需要将有限的卫星观测资源(对地观测的有效载荷)分配给多个地面目标,从而使观测所得的总信息量最大,或者得到某个准则下最优的信息增益,有必要对此进行研究:建立起评估卫星对地观测效果的效能模型,并对所观测目标进行排序,从而得到关于多目标的卫星分配模型。模型以可见光观测卫星为例,考虑了卫星对目标观测效果有影响的四类主要因素,提出了一种基于信息熵与隶属函数的处理方法,可作为卫星目标观测体系需求分析、顶层设计以及效能评估的依据。最后以一个仿真实例说明了模型的适用性。

通道式可见光近红外卫星遥感器辐射定标方法综述

卫星遥感器的辐射定标是遥感定量化分析的关键环节。从不同角度对卫星遥感器辐射定标工作进行分类,介绍每类定标方法的工作基础、原理、实施方法和流程等内容,并对部分实施方法进行了比较和技术跟踪,最后对卫星遥感器的辐射定标技术进行了展望研究,可为从事卫星遥感器辐射定标工作提供参考。

结合报文负载与流指纹特征的恶意流量检测

SSL/TLS协议的恶意流量检测数据集来源单一,而传统检测方法通常将网络流量的五元组特征作为主要分类特征,但其在复杂网络环境下对于恶意流量的检测准确率较低。为此,提出一种改进的加密恶意流量检测方法。采用数据预处理方式将加密恶意流量划分为报文负载和流指纹两个特征维度,在规避五元组信息的情况下根据报文负载和流指纹特征描述网络流量的位置分布,并通过逻辑回归模型实现加密恶意流量检测。实验结果表明,在不依赖五元组特征的条件下,该方法对复杂网络环境下SSL/TLS协议加密恶意流量的检测准确率达到97.60%,相比使用五元组与报文负载特征的传统检测方法约提升36.05%。

翼伞系统纵向飞行性能分析

翼伞系统的飞行性能不仅取决于翼伞本身的气动特性，而且与安装角、伞绳长度、回收物阻力特征、翼载荷等系统参数密切相关。文章应用拉格朗日方程建立翼伞系统的纵向飞行力学模型，对翼伞系统进行飞行力学数值仿真，深入分析了系统参数以及开伞状态对翼伞系统纵向飞行性能的影响规律。结果表明：只有安装角在0°～20°时，翼伞系统才能达到稳定的滑翔状态，且安装角在4°～6°时对应两个稳定的滑翔状态，具体由开伞姿态和速度决定；伞绳特征长度的增加使系统的静稳定性增加；回收物的阻力特征增加6m^2，翼伞系统的稳定滑翔角增加15°左右，而迎角减小不到1°；翼伞飞行速度随着翼载荷的增加而增加。其平方与回收物质量成正比．上述结论可为翼伞系统的工程实际应用提供参考。

有效载荷/运载火箭耦合分析的子结构模态综合法

为了制定有效载荷设计和验证所需要的低频振动环境条件，需要通过耦合动力分析给出有效载荷与运载火箭连接界面的加速度响应。本文利用自由界面模态综合技术研究有效载荷／运载火箭的耦合分析问题，给出了连接界面分别为刚性连接和弹性连接情况下计算有效载荷界面加速度响应的子结构模态综合方法的两种形式。