基于虚拟力概念的柔性臂空间机器人模糊退步自适应控制算法设计

讨论了漂浮基柔性臂空间机器人系统的动力学模拟、运动轨迹跟踪控制算法设计及柔性振动主动抑制。采用多体动力学建模方法并结合假设模态法,建立了漂浮基柔性臂空间机器人的系统动力学模型。基于该模型,针对系统惯性参数未知情况,提出了刚性运动基于模糊基函数网络自适应调节的退步控制算法,以完成柔性臂空间机器人载体姿态及机械臂各关节铰的协调运动。然后,为了主动抑制系统柔性振动,运用虚拟力的概念,构造了同时反映柔性模态和刚性运动轨迹的混合期望轨迹,通过改造原有的控制算法,提出了基于虚拟力概念的模糊退步自适应控制算法;这样不但保证了之前刚性运动控制方案对模型不确定的鲁棒性,而且能主动抑制柔性振动,从而提高了轨迹跟踪性能。理论分析及数值仿真算例均表明了控制方法的可行性。     

知识发现技术在平台自动测试系统故障诊断中的应用

针对平台自动测试系统故障诊断的特点和设计要求,提出了一种将知识发现技术融入故障诊断系统中的新的框架,同时设计了知识发现操作的具体过程。系统运行后,既可以发现新知识,又可以改进原有规则,大大提高了系统的知识获取和故障诊断能力。     

组成式气体炮

利用平板碰撞技术，右在靶中产生强度为几十至几百吉帕的冲击波，飞板的加速通常用气体炮驱动。本文介绍了ＬＳＤ实验室正在执行的气体炮改造计划设计方案。为降低改造费用和充分利用原有的设备条件，提出了“积木式”设计案，由这种设计方案建成的组合式气体炮系列，将具有４０－１００００ｍ／ｓ的发射能力，并包含有使弹丸不产生随机性转动的剪式气体炮和具有发射较重弹丸能力的火炮。这些改造计划完成以后，将使冲击动力学的研究     

爆炸试验室基础隔振系统设计与应用

针对某爆炸试验室的基础隔振系统的改造，首先提出了一种由钢丝绳和碟形弹簧组合而成的新型隔振器，给出了相应的基础隔振方案，并对组合隔振器进行了试验研究。然后，采用两自由度、有阻尼计算模型对隔振系统的动力反应进行非线性分析，研究了隔振层刚度和阻尼对隔振系统动力反应的影响，优化选择了隔振系统的有关参数。研究结果表明,当隔振层刚度约为110 kN/mm，阻尼比为0.20~0.35时，隔振层动荷载接近最小，且其他动力反应满足设计要求。改造后的爆炸实验室的抗冲击能力比改造前提高了50％。     

40×40mm方截面双层爆轰激波管的改造

为开展边界物理和几何条件对气相爆轰波传播影响的系统研究，需要对已有的４０×４０ｍｍ方截面双层爆轰激波管进行改造．实验要求在同一管道中安装堵塞物以改变边界的几何条件又能用多孔材料替代刚性管壁以改变边界的物理条件，且二者的改变互不影响．改造后的管道要能分别采集爆轰波在通过上述两种不同的边界时压力变化的数据和提供胞格结构的烟迹记录．在爆轰和气体动力学理论指导下，在原有的管道上加接一段自行设计的测试段，达到了预定的要求．     

防空掩体头部内粘钢板加固技术可行性分析

基于原有的防护工程中,大多数工程结构的抗爆炸能力较低,为了适应现代常规战争的需要,务必对这些工程结构进行加固改造,以增强结构抗爆炸的能力,文中对钢筋混凝土结构内粘钢板的模型进行了三次爆炸模拟试验,并对钢筋混凝土-钢板组合结构的试验现象进行了理论分析,用应力波理论说明了由于钢板加固后,钢筋混凝土内很难产生大的拉应力,故钢筋混凝土内表面不再出现拉裂破坏,增强了结构的抗爆炸能力。进而推断防空掩本头部内粘钢板加因以极大增强抗航、炮弹能力的可行性,试验结果与理论分析表明,作者认为该加固技术是可行的,试验结果对国内原有防护工程的加固改造有一定的指导价值。     

生物组织中的残余应变

本文综述了生物组织中残余应力和残余应变的研究历史和现状,着重分析了心血管系统的残余应变和零应力状态,讨论了残余应变对血管和心脏等器官的力学分析和组织改造的重要意义,并提出了一些有待研究的问题．      

非线性转子-轴承系统的周期解及近似解析表达式

通过对普通打靶方法进行改造提出一种确定非线性系统周期轨道及周期的新型打靶算法。首先通过改变系统的时间尺度，将非线性系统周期轨道的周期显式地出现在非线性系统的系统方程中，然后对传统打靶法进行改造，将周期也作为一个参数一起参与打靶法的迭代过程，迭代过程包含对周期轨道和周期的求解，迭代过程中的增量通过优化方法选择，从而能迅速确定出系统的周期轨道及其周期。应用所求的结果结合谐波平衡方法求得了非线性系统的周期轨道的近似解析表达式，理论上通过增加谐波的阶数任何精度的周期解都可以得到。最后将该方法应用于非线性转子轴承系统，求出了在某些参数下转子的周期解及其近似解析表达式，通过与四阶Runge-Kutta数值积分结果比较，验证了方法的有效性，计算结果对于转子系统运动的定量控制有重要理论指导意义。     

基于声发射能量分析的周期注水应力改造下煤系页岩裂缝扩展规律试验研究

周期注水作为一种有效开采页岩气的应力改造技术,其对页岩裂缝起裂扩展影响机制尚不明确。基于页岩储层真实三维应力环境,研制了真三轴水力压裂试验系统,以黑龙江双鸭山矿区煤系页岩为研究对象,制作了煤系页岩相似材料模型,进行了先周期注水应力改造、后水力压裂的页岩裂缝扩展模拟试验。利用声发射技术监测了应力改造阶段和压裂阶段裂缝起裂扩展过程,根据声发射能量变化和频谱特征,分析了应力改造和水力压裂阶段的裂缝特征、起裂扩展规律,提出了基于声发射能量分析的水力压裂裂缝由起裂阶段进入扩展阶段的判别指标和判定方法。试验结果表明:应力改造阶段裂缝尺寸以微裂缝为主,随周期注水压力增加,张拉型裂缝占比减少,剪切型裂缝占比增加;压裂阶段裂缝尺寸以宏观裂缝为主,随周期注水压力增加,张拉型裂缝占比增加,剪切型裂缝占比减少,当周期注水压力为1.6MPa时为最优,易形成缝网。提出以平均声发射能量能率k作为裂缝起裂判据,发现当k降幅超过26.87%时,裂缝由起裂阶段进入扩展阶段。周期注水应力改造可以产生微裂缝,沟通水力裂缝降低压裂时裂缝起裂难度,从而提高页岩气开采率。所得结论可为水力压裂应力改造效果评价与裂缝控制提供参考。     

温控箱数学模型的建立及其自适应PID控制

一本文针对用于惯性元件测试的数字式温度控制系统，从传热学原理出发，推导出了该系统温控箱的差分模型结构，并通过大量的实验确定了模型系数波动范围及均值；由此提出了一种较实用的自适应ＰＩＤ方案，改进了原有的常规ＰＩＤ控制器。仿真结果表明，改进的温控器较原控制器有较强的适应性。     

嵌入式实时操作系统VxWorks在惯性导航系统中的应用

详细介绍了嵌入式实时操作系统VxWorks的性能特点，叙述了基于VxWorks操作系统的开发过程和在导航接口机中的应用实例，提出了现行惯导系统软件从汇编语言到OS，高级语言的必要性和可能性，从而在提升软件的可维护性，可测试性和可靠性的同时，充分的发挥导航计算机的性能，以适应日益复杂的导航计算要求。     

陀螺数字PID温度控制系统设计与实现

介绍了陀螺温控系统的传统控制方法,并在此基础上提出了基于PC/104的数字PID控制的陀螺温度控制方法。实验结果表明这种控制方法能够满足陀螺快速启动、并保持其内部工作温度恒定的精度要求。     

降阶扩展卡尔曼滤波算法在船用INS/GPS组合导航系统中的应用

TNNS(真航向导航系统)由MS860接收机、INS及处理数据的PC/104架构的嵌入式工控机构成。针对TNNS推导了INS(惯性导航系统)的误差模型,提出了适合于TNNS的降阶扩展卡尔曼滤波算法组合GPS和INS。系统在东海作了三次海试,软件及滤波算法平台由C/C 编制。海上试验表明,组合滤波后,INS的位置误差由100m降低到40m以下;进行最优化滤波后的航向误差σ由原来的0.105°减小为0.034°,纵横摇的误差也大幅减小。整个海试结果表明,在TNNS中组合GPS/INS采用的降阶扩展卡尔曼滤波算法,大幅提高了系统精度和可靠性。     

轴对称组合弹性体初应力分析的边界元传递矩阵法

基于边界元与传递矩阵法耦合基础上，提出了一种分析轴对称组合弹性体初应力的新方法。利用边界元和传递矩阵进行分域计算轴对称组合弹性体的初应力，无需在整个结构上进行矩阵组装，只需在轴对称子午面的边界上进行离散。故该方法具有输入数据少，计算精度高及所需计算机内存小等优点，适合在微机上求解大型复杂轴对称组合结构问题。文中给出了一个组合厚壁圆筒的计算实例，分别与有限元解和理论解进行比较；结果表明：本文所提出的     

A note on the reservoir routing problem

The reservoir routing problem has been recognized and managed for quite some time, but this paper presents a consistent mathematical approach by applying only the mass conservation principle (instead of various ‘ad hoc’ approaches). Application of the mass conservation principle facilitates the presentation of integral and differential formulations based on either the water volume or the water level of an arbitrarily-shaped reservoir. For the solution, new functions with a clear physical meaning are introduced. An error analysis is performed using a new approach based on spectral operators (traditionally, Richardson extrapolation has been used). It becomes evident that the integral formulations are more advantageous in terms of stability; however, they take more time to program and to calculate. The calculations in the examples are based on actual data from an artificial water reservoir (lake) Botonega in Croatia using the authors’ computer program that was created in the Mathcad environment.     

Flow in soils underlain by a highly permeable pressure horizon

The seepage of water from a system of channels and irrigation furrows and its interaction with the ground water are investigated in relation to such factors as the capillarity of the soil and the evaporation from the free surface, and their combined effect on the flow structure is evaluated. On the basis of the results of computer calculations the dependence of the seepage rate and the capillary spread on the profile and width of the sources and the distance between them, the head, and the thickness of the soil layer is analyzed.Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Mekhanika Zhidkosti i Gaza, No. 2, pp. 98–104, March–April, 1991.The authors wish to thank P. Ya. Kochina and N. N. Verigin for useful advice and comments.     

三辊轧制过程中的大变形有限元分析

采用基于Ｕ．Ｌ．法的三维弹塑性大变形有限元分析，创立了孔型函数与产品断面形状设计的一体化分析模型，深入分析了无缝管三辊减径时在近似椭圆孔型约束下单道次轧制时瞬态应变场，在微机工作站上实现了大型有限元分析及图形动态显示，为产品工艺参数和辊面孔型设计提供分析依据。     

振动台数字控制系统中的多微机并行处理技术

本文在深入分析振动台对数字振动控制系统要求的基础上，提出了在数字振动控制系统中采用多微机主从式并行处理的方法，并阐述了ＰＣ３８６微机分别与ＴＭＳ３２０Ｃ２５信号处理器和Ｚ８０微机系统实现数据通讯的控制策略。     

微机网络并行环境下杆壳组合结构动力特性并行计算

回顾了有限元并行计算发展的历史,阐述了微机网络并行计算环境的意义,给出了基于微机网络并行环境的杆壳组合结构动力分析并行算法,该算法包括杆壳组合结构总刚度矩阵和总质量矩阵的并行计算以及求解广义特征值问题的并行子空间迭代法的并行计算,在多台微机上安装PVM．使用Linux操作系统．构成分布式微机网络并行计算环境,将上述算法用于某型号飞机机翼及某型号挂架动力特性的并行计算,在该并行环境下的教值试验表明所给算法是非常有效的。     

光纤陀螺捷联式惯性系统的研究与设计

介绍了基于光纤陀螺的捷联式惯性系统的总体设计,设计了加速度计再平衡回路数字读出电路及光纤陀螺信号输出电路。采用PC104工控机作为导航计算机,构成捷联式惯性系统原理样机。在此基础上,设计了系统的误差补偿方案、初始对准方案和机械编排方案。样机的初步测试结果表明:该样机达到了设计指标要求(航向精度:<1°;水平姿态精度:<0.5°)。