采用分布式结构技术的组合仪表设计

阐述了采用分布式结构技术设计的组合仪表的组成、功能和原理方案，并对系统功能、信息交换、可靠性等特点进行了分析。该方案具有调试方便，增加和去掉或替换部分设备对全系统影响最小，每一功能部分不受其它功能故障的影响，对关键功能可提供备份的灵活性等优点。     

惯导／GNSS／罗兰C／航姿系统组合导航方案

为保证飞行器的导航精度及可靠性,采用了惯导/GNSS/罗兰C/航姿系统的组合导航。该组合导航采用开环组合方式,将多系统导航信息在计算机中进行综合,提高导航信息精度。仿真试验结果说明,所设计的组合导航系统是可行的,能满足任务要求。     

航空摄影陀螺稳定平台的嵌入式计算机控制系统

针对航空摄影陀螺稳定平台的特殊要求，论证了嵌入式控制模型，采用数据流程图对系统软件进行了分析，设计了应用于陀螺稳定平台的计算机控制系统。系统试验和飞行试用结果表明：该计算机控制系统具有功能强，可靠性高的特点。陀螺稳定平台已成功地应用于航空摄影领域。     

GNSS/INU/DMAP组合导航定位技术在车辆导航中的应用

利用先进的组合导航技术组成GNSS系统，充分发挥GPS和GLONASS各自优势，并采用航迹推算（DR）技术，精确地图匹配（DMAP）技术组成GNSS／INU／DMAP组合导航系统，提高了系统精度和可靠性，并利用GSM网进行定位数据的无线传输。该系统将卫星导航技术，惯性导航技术，计算机技术，无线通讯技术融合在一起，实际跑车试验验证了系统具有全方位，全天候，无遮挡，高精度的特点。     

基于MEMS技术的组合导航系统在空地制导武器中的应用

针对空地精确制导武器对低成本、高精度、高可靠性导航系统的需求,设计了基于MEMS技术的组合导航系统。该系统基于低成本的微惯性测量组合与GPS接收机,并针对空地制导武器的飞行特点建立了准确的数学模型;利用速度、位置综合模式,采用先进的Kalman滤波理论进行数据融合;最后对该组合导航系统进行了数学仿真试验和数据分析。结果表明,这种低成本、可靠性好、体积小的组合导航系统的导航精度不大于5m,即使在丢星长达30s,导航精度也不大于12m,完全能够满足空地精确制导武器的导航要求。     

应变倍增器研制及应用

设计了一种结构独特、机械放大率高的应变倍增器,从而使工程结构表面应变放大到疲劳寿命计门槛值以上,满足了大型工程结构长寿命、低应力工作特点的寿命检测要求。该元件采用了弓形弹性元件与硅橡胶预应力组合结构,它具有简单紧凑、刚度低、可靠性好,使用方便的特点。并可同时利用其上安装的疲劳寿命计进行倍增系数标定和疲劳寿命检测。静载试验和理论分析表明,这种应变倍增器具有良好的线性响应和重复稳定性。疲劳试验研究表明,在疲劳寿命计工作寿命内,器件无疲劳破坏情况,且其疲劳响应性能可用已有的标定数据放大相应的倍增系数得到,能满足各种大型工程结构疲劳损伤监测的要求。     

基于SINS/LBL紧组合的AUV水下导航定位技术

针对因水下环境的特殊性AUV难以实现精准导航的问题,设计了一种基于SINS/LBL紧组合的AUV水下导航定位系统。该系统具有定位精度高、鲁棒性好等优点,系统由SINS、LBL、DVL和MCP组成,根据LBL的TDOA定位原理建立了LBL斜距差模型,给出了SINS/LBL/DVL/MCP的状态方程和量测方程,利用集中kalman滤波器对组合导航系统进行最优估计。在相同的仿真条件下,对SINS/LBL松组合、紧组合进行了软件仿真,仿真结果表明:相对于松组合系统,基于SINS/LBL的紧组合系统导航精度更高,尤其是在由于AUV运动或受到外界干扰导致可用信号的水听器不足四个时,紧组合系统的可靠性和容错性更高。     

A HIERARCHICAL PARALLEL COMPUTING APPROACH FOR STRUCTURAL STATIC FINITE ELEMENT ANALYSIS

根据分布式存储并行计算机的体系结构特点,提出了一种结构静力有限元分层并行计算方法. 该方法在两级分区两次缩聚策略的基础上不仅实现了大量数据的分布式存储,提高了数据的内存访问速率;而且实现了计算过程的三层并行,有效提高了通信效率;此外,它还进一步降低了界面方程的规模,大幅度减少了界面方程的求解时间. 因此,它能够充分利用分布式存储并行计算机的体系结构特点提升大规模并行计算效率. 最后通过典型数值算例验证了该方法的正确性和有效性.     

SINS/GPS/DVL组合导航系统的容错研究

结合SINS／GPS／DVL组合导航系统各子系统的特点，提出了一种新的容错设计方案。此方案采用并列运行的滤波器族结构，该结构可以提供不受污染的最优解，且具有容错性好和系统输出数据热备份等优点。仿真结果表明，此方案既可有效地监测和隔离系统故障，同时保证了系统的精度。     

结构静力有限元分层并行计算方法

根据分布式存储并行计算机的体系结构特点,提出了一种结构静力有限元分层并行计算方法. 该方法在两级分区两次缩聚策略的基础上不仅实现了大量数据的分布式存储,提高了数据的内存访问速率;而且实现了计算过程的三层并行,有效提高了通信效率;此外,它还进一步降低了界面方程的规模,大幅度减少了界面方程的求解时间. 因此,它能够充分利用分布式存储并行计算机的体系结构特点提升大规模并行计算效率. 最后通过典型数值算例验证了该方法的正确性和有效性.      

动态系统降维的直接迭代(DI)方法

针对计算结构动力学和大系统理论所要处理的动态系统提出了一种模型降维直接迭代法,这种方法运算操作简单,不必计算系统的特征对,所以对系统矩阵的性能要求不高,有适用范围广,逼近精度高的特点。     

刚体定点运动理论在机械无级变速系统的应用

介绍了一种综合利用刚体定点运动陀螺效应和行星轮系运动学特点构造的新型机构无级变速系统，对其工作原理进行了初步的研究，初步廓清了该无级变速系统的参数与性能之间的关系。认为，该新型机械系统具有结构简单，恒功率，高效率，自适应，无级变速等性质，在汽车，船舶，机床等领域具有广阔的应用前景。     

跳马项目的三维实时动态测量系统

为跳马项目研究的电测系统中引入数字信号处理的传递函数及频谱分析的方法,采集和处理了因人体冲击三维力对信号的耦合干扰造成的十分复杂的响应信号,具有较高的动态测试精度.可以获得跳马动作的全部运动生物力学参数.现已用于中国国家体操队进行计算机辅助训炼.     

Reduced order modelling method via proper orthogonal decomposition (POD) for flow around an oscillating cylinder

This paper presents reduced order modelling (ROM) in fluid–structure interaction (FSI). The ROM via the proper orthogonal decomposition (POD) method has been chosen, due to its efficiency in the domain of fluid mechanics. POD-ROM is based on a low-order dynamical system obtained by projecting the nonlinear Navier–Stokes equations on a smaller number of POD modes. These POD modes are spatial and temporally independent. In FSI, the fluid and structure domains are moving, owing to which the POD method cannot be applied directly to reduce the equations of each domain. This article proposes to compute the POD modes for a global velocity field (fluid and solid), and then to construct a low-order dynamical system. The structure domain can be decomposed as a rigid domain, with a finite number of degrees of freedom. This low-order dynamical system is obtained by using a multiphase method similar to the fictitious domain method. This multiphase method extends the Navier–Stokes equations to the solid domain by using a penalisation method and a Lagrangian multiplier. By projecting these equations on the POD modes obtained for the global velocity field, a nonlinear low-order dynamical system is obtained and tested on a case of high Reynolds number.     

一种新的三角极坐标变换

本文提出了一种新的三角极坐标变换，它将积分域中的三角形区域映射到另一三角形区域，而坐标变换所引入的雅可比矩阵可消除积分核的Ｏ（１／ｒ）奇异性，从而对于三角形单元，在进行边界元积分计算时，非奇异积分和Ｏ（１／ｒ）型奇异积分可采用同一种计算格式，简化了三角形边界元的编程和运用，并可提高计算效率。     

柔性作动器驱动的非线性系统随机振动的最优有界控制

柔性作动器具有低刚度、大变形等特征,这一方面使主结构具备了强的环境适应性,另一方面也使主结构易受外界微扰影响,从而降低其操作精度．本文以介电弹性体作动器驱动的单自由度非线性系统为研究对象,通过即时微调电压,抑制系统在平衡位置附近的随机振动．通过随机平均法降低系统维数,将原系统的控制问题转化为关于慢变过程的控制问题;结合随机动态规划原理及控制约束导出最优有界控制策略．该策略具干摩擦形式,具有能量耗散本质,在抑制系统振动的同时提高了系统的稳定性．数值研究表明：最优有界控制策略具有良好的控制效果、控制效率及较高的鲁棒性．     

高速电梯系统时变动力学模型与分析

以往关于电梯系统的研究指出，引起电梯系统振动的主要原因在于外部激励－由曳引机，承重装置，拖动和控制系统等引起。这是基于经典的结构共振理论得出的结论，但不能解释某些电梯的振动行为。本文从时变结构力学的观点出发，计及电梯曳引钢丝绳的长度随时间变化，建立起电梯系统的变刚度动力学模型，采用解析方法给出了高速电梯弹性振动的位移和加速度响应表达式。从理论上证明作为时变系统的电梯，具有振荡运动的特征，存在由变刚度引起的自激振动。进一步研究表明，电梯提速意味着曳引钢丝绳的初始扰动增大，导致电梯振动的加速度也增大，对电梯的舒适性有负面影响。     

被动式半捷联稳定平台抗高过载结构设计

针对制导炮弹内部半捷联稳定平台在只有轴承承担高过载时，轴承容易被破坏的问题，设计一种基于对顶半球的半捷联稳定平台抗高过载结构。以半捷联稳定平台工作原理和抗高过载设计要求为基础，设计了基于对顶半球的抗高过载结构，选择所用材料，进行有限元仿真分析；最终制造出该结构并进行地面半物理试验验证。仿真与试验结果表明，半捷联稳定平台在受到高过载时，该结构能起到有效的防护作用，大大减小了轴承的轴向受力，保证了轴承的正常运转，可以确保稳定平台的有效测量。惯性测量系统稳定可靠工作时所承受的过载可达11 000g，具有一定的工程应用价值。     

Passive and active vibration isolation under isolator-structure interaction: application to vertical excitations

This work studies the influence of a vibration isolator on the response of a flexible base structure. Two strategies are compared: passive and active vibration isolation (PVI, AVI). Although the multiple advantages of AVI over PVI techniques are well known, their effect in the base structure has not to date been compared. This interaction has an important role in the performance of the general control system, especially when the vibration isolation system is not the only system on the base structure or when there are multiple isolators working simultaneously on it. In addition, the structural serviceability of the base structure can also be affected. The analysis of the vibration isolation problem is made from a wide perspective, including the effect that isolator has on the base structure. Hence assuming the base structure is a non-rigid system. The effect of the isolation system on the base response is studied for an extensive range of base structures, thus showing different possible scenarios. The influence is quantified by comparing the peak magnitude response of the base when both passive and active vibration isolation techniques are used. The theoretical results have been corroborated by undertaking experimental tests on a full-scale laboratory structure.

     

控制力矩陀螺速率控制中测角系统的研究

采用轴角变换器和旋转变压器、感应同步器组成的双通道测角系统比其它诸多测角方案有更多的优点。在介绍集成轴角变换器的工作原理后,详细介绍了用于控制力矩陀螺速率控制系统中的测角系统。实践证明它具有结构简单、调试容易、可靠性高和抗干扰能力强等优点。