弹性管束换热器动态特性分析及仿真系统设计

在对弹性管束换热器进行合理简化和分析的基础上得到了描述其工作物理过程的数学模型,对其动态特性进行 了理论分析和数值求解,确定了当进水流量和蒸汽压力发生扰动时,弹性管束换热器出水温度的动态响应规律。为该类型 换热器控制系统的设计提供了依据。本文开发的仿真环境也可用于其它换热设备的动态特性模拟。     

运载火箭结构动特性分析工具的设计与实现

运载火箭的结构模型复杂,只有通过开发专用的仿真分析软件,才能高效、便捷的对其开展动力学特性分析。为保证工具建设的实用性,该软件基于航天领域应用广泛的Patran/Nastran软件进行二次开发。针对仿真分析流程,设计实现了运载火箭结构动特性分析工具,涵盖了建模与计算模块、结果后处理模块、模态筛选模块与模型修正模块,并提炼了其中的关键技术。经工程实践表明,工具可提升设计效率,且计算结果准确、通用性与扩展性强,在工程中具备良好的应用价值。     

尖端放电紫外光谱特性仿真分析及验证

尖端放电是物体尖锐处产生的一种放电现象,它属于一种电晕放电,在避雷针、静电除尘等技术中有着广泛应用。目前对尖端放电的研究主要集中在放电强度方面,而对其光谱方面的研究并不多,研究发现尖端放电在紫外波段具有强烈的辐射。利用Comsol软件对尖端放电的电离特性进行仿真,结合数学物理模型分析了放电辐射光谱及辐射强度,发现其辐射强度随时间的变化先增加后减小,并可根据N2+的分布强度估算紫外波段的辐射强度。通过研制一套紫外面阵多光谱成像系统,对尖端放电进行了三个紫外光谱通道的成像,实验结果表明,尖端放电的辐射光谱在240～340 nm波段之间都有分布,且在315～340 nm之间分布最强。同时得到尖端放电的紫外辐射强度随着尖端距离的增加而减小,并与成像积分时间成一定的线性关系。发现在同一通道,线性斜率随尖端距离的增加而减小。通过对尖端放电三个紫外光谱通道的成像码值反演成辐射能量,得到辐射能量与尖端距离,尖端电压以及积分时间之间的关系,验证了尖端放电的数学物理模型,为深入研究尖端放电的紫外特性提供了有力的支撑依据。     

寄生回路稳定性分析及制导控制相关设计方法研究

针对雷达制导系统由于隔离度及天线罩折射率导致的高空、低动压条件下寄生回路稳定性低的问题,提出了一种制导控制相关设计方法;首先建立了某型主动雷达制导地空导弹寄生回路线性化数学模型并分析了其稳定性;其次,提出了一种制导控制相关设计方法,即在法向过载控制系统设计时考虑寄生回路的影响;仿真结果表明基于制导控制相关设计方法得到法向过载控制系统可以大大提高寄生回路的稳定性,降低了制导系统对天线罩折射率的要求。     

不同工质下热力学排气系统的压力控制及运行特性

以低温贮箱压力控制为目标,建立了热力学排气系统(TVS)和贮箱内流体流动及气液相变过程的数学模型。以18.09m~3低温贮箱在地面工况充注率75%、漏热量0.76W/m~2为例,计算了不同贮存工质(液氢、液氮、液氧)下贮箱自增压过程及开启TVS后对贮箱压力控制的效果。结果表明,相同漏热率下液氢贮箱的气枕升压速率远大于相同充注率下的液氮和液氧贮箱升压速率;TVS运行后三种工质贮箱压力均可有效地控制在165.5~172.4kPa范围内。对比了不同工质热力学排气系统的运行周期、运行时间及排气量等关键参数,同时还分析了贮箱内液体的温度变化规律。     

一个新的混沌系统的动力学分析及混沌控制

提出了一个新的混沌系统,研究了其基本动力学特性.设计了实现该系统的混沌电路,电路实验结果验证了系统的混沌行为.根据Lyapunov稳定性理论,采用自适应backstepping控制方法,把系统控制到一个有界点.数值仿真证明了该方法的有效性和可行性.     

含负折射率介质的一维光子晶体构成的相干热辐射源的辐射特性及控制

电子清刷是微通道板生产流程中常用的除气方法,会引起微通道板其他性能参量的变化.为研究电子清刷对微通道板输出信噪比及增益的影响,根据信噪比及增益的定义讨论了微通道板性能参量的测试方法,研制了微通道板参量测试系统.应用微通道板参量测试系统对微通道板进行了电子清刷处理,测试清刷过程中不同阶段微通道板的信噪比及增益变化.实验表明:微通道板增益随清刷时间增加而降低,同时增益稳定性提高;电子清刷过程中微通道板的输出信号及噪音的变化率与微通道板增益的变化率基本相同,输出信噪比基本不变.增益变化是影响清刷过程中信号及噪音变化的主要因素,并且电子清刷对微通道板输出信噪比影响较小.     

含负折射率介质的一维光子晶体构成的相干热辐射源的辐射特性及控制(英文)

采用传输矩阵法研究了带缺陷层含负折射率介质的一维光子晶体的热辐射性质和控制.研究发现,此相干热辐射源在很窄的波长范围以及特定的方向上表现出非常尖锐的辐射峰,其品质因子比普通材料辐射源高.辐射峰对入射角度、偏振以及此结构中光子晶体的尺度因子都不敏感.辐射峰的大小,品质因子,位置可以通过调节缺陷层的厚度和折射率来调节,实现了对热辐射的有效控制.     

战术导弹数据挖掘平台设计及其关键技术

为了优化导弹生产流程、降低武器装备寿命周期费用、利用导弹在生产和使用维护阶段获取的海量数据,运用数据挖掘技术,提出了导弹数据挖掘平台的总体设计思路;对导弹数据挖掘过程中的数据预处理方法、数据挖掘算法和异常检测算法等关键技术进行了研究,采用FP-Growth算法挖掘导弹生产过程中的工艺参数与产品质量的关联,采用Z-Score检测法完成异常参数检测。通过在导弹全寿命周期中的应用,方案合理可行,可以有效地提高导弹质量和装备的战备完好性,具有广阔的军事应用前景。     

近程巡飞弹姿态控制优化仿真研究

近程巡飞弹姿态控制系统是一个非线性、时变性及耦合性的复杂控制系统,是近程巡飞弹武器系统型号研制的关键技术之一;传统的PID控制在不同巡飞状态下调节稳定性较差、响应时间慢、影响姿态控制的稳定性和机动性;针对近程巡飞弹姿态控制系统中PID控制参数不可调,自适应、抗干扰性能较差等问题,引入了自适应模糊PID控制方法,使系统在不同巡飞姿态和干扰条件下能够实时整定PID的三个控制参数,提高系统的控制性能;在此基础上设计了近程巡飞弹的姿态角控制回路,并以俯仰角为例,在Matlab/Simulink平台下建立仿真模型,进行仿真实验;仿真结果显示,采用自适应模糊PID的控制方法,系统控制性能更好,抗干扰能力和自适应能力优于传统PID控制,减小了巡飞过程中姿态角的波动情况。     

自抑制神经元控制系统的参数设计方法及特性分析

在分析神经元控制模型的基础上,从控制理论角度,构建了自抑制神经元控制系统的方框图,推导了系统参数(T、τ、b、k)的设计条件,给出了参数设计曲线及取值表,推导了控制系统的单位响应函数、峰值时间tp、峰值和稳态值Mp。通过软件进行了仿真验证,并分析了各参数对系统性能的影响,结果发现,tp与τ呈现近似正相关的线性关系,与kb呈现出负相关的关系,Mp与T、kb呈现近似正相关的线性变化关系。完善了神经元模型设计理论和方法,对神经元控制系统设计具有指导意义。     

基于二阶滑模控制的导弹姿态控制系统设计

为了消除经典滑模变结构控制在导弹控制系统中产生的抖振现象,提出了一种新型的基于二阶滑模变结构控制的导弹姿态控制系统设计方法.为便于导弹姿态控制系统的设计,将复杂导弹姿态运动方程分解成三个简单的子系统,即俯仰通道子系统、偏航通道子系统和滚转通道子系统,同时将三个通道间的耦合项等效为外界干扰.当三通道间的耦合项有界时,分别给出了三个子系统的控制器.仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性,并且有效消除了系统抖振现象.     

基于滑模趋近律的防空导弹垂直发射姿态控制研究

利用四元数在弹体坐标系下对垂直发射的防空导弹建立了运动方程,并在纵向通道利用小扰动线性化状态空间模型,设计了基于滑模趋近律的姿态控制律,最后建立了Simulink六自由度弹道模型并进行了数字仿真,结果表明：基于四元数的运动方程形式运行有效,基于滑模趋近律的姿态控制律可实现对防空导弹垂直发射的有效控制。     

带落角约束的导弹滑模制导控制一体化设计

为了提高导弹的制导精度和毁伤效果,研究了带有落角约束的空地导弹制导控制一体化设计问题。在俯仰平面内,将弹—目相对运动方程和导弹力学方程相结合,建立了导弹一体化模型。在此基础上,采用反演递推方法,设计了带有落角约束的导弹自适应滑模制导控制一体化算法,并对其进行了稳定性分析。针对所设计的控制律,在不同的机动目标下进行了仿真和对比分析。结果表明,导弹的脱靶量均小于1m,落角接近-90°,满足制导精度和末端落角约束条件。     

战略导弹试验模拟系统开发平台设计

为满足新型武器系统靶场一体化联合试验、训练与保障的需求,克服传统面向具体导弹型号的模拟训练系统缺乏灵活性和扩展性的不足,提出了设计“试验模拟系统制造工厂”的新理念,即构建通用的战略导弹试验模拟系统开发平台,由用户根据具体导弹型号的需求,基于开发平台进行二次开发自行生产出特定的仿真训练系统。设计了试验模拟系统功能和开发平台结构,采用组件式、平台化、脚本化的开发思路,给出了开发平台的具体技术实现途径,包括：仿真模型设计、仿真服务总线设计、组件化/脚本化设计、设备模型仿真设计、原理仿真设计、信息流程可视化仿真设计、系统运行流程设计等,最后给出了飞行仿真的设计演示情况。所设计的开发平台将为试验、作战、指挥等岗位技术人员提供丰富的模拟训练及考核评估手段。     

某型导弹模拟训练系统的设计

利用实装进行导弹培训 ,耗费巨大 ,普及速度慢 ,为替代实装 ,低成本完成某型导弹的对接分解、测试等训练任务 ,设计了该型导弹的模拟训练系统。系统以工控机为核心 ,以显示器模拟仪器的显示面板 ,利用VC + +进行编程 ,通过I/O接口对模拟实装进行控制 ,从而达到对实装系统的外观、测试过程、测试声音等的模拟。系统采用了多显示器系统、多线程编程、步进电机控制等新技术 ,有效降低了开发成本。经试用 ,系统可圆满完成该型导弹的各项训练任务 ,实用性强 ,有很高的推广应用价值。     

基于逆模型的混合驱动水下滑翔机垂直面控制

混合驱动水下滑翔机（Hybrid-driven underwater gliders ,简称HDUGs)是集无人自治水下机器人（Automomous Underwater Vehicles ,简称 AUVs）和水下滑翔机（Autonomous Underwater Gliders,简称 AUGs）于一体的新型水下机器人。由于HDUGs是非线性、强耦合,且受到海流、结构不确定等因素的影响,为了克服这些问题,针对混合驱动水下机器人工作在混合模式下,对其垂直面提出了一种基于逆模型和滑模控制的非线性控制方法,该方法将原始系统解耦为两个单入单出的线性系统,仿真结果证明了该方法具有良好的控制性能,而且对外界扰动具有一定的鲁棒性。     

空间四波导的传输特性分析与应用

借助于Marcatili原理,将二维分布的空间四波导分解为波导横截面上两个垂直的五层平板波导的组合,提出适于用分离变量处理的解析模型。利用微扰方法对模型与实际结构的偏差进行了一级修正,给出了传播常量的一级和二级近似表达式、静态模场分布、耦合系数以及传输特性公式,并比较了此方法与有限差分直解波动方程和光束传输两种数值方法的计算结果,探讨了该模型的适用性和优点,并检验了其精确性。应用该理论设计了包含光纤到户交换机常用的1.31μm,1.49μm,1.55μm波长的四波长粗波分复用器件,其插入损耗为0.68 dB,通过进一步优化分离的输出端口和波导结构可以获得更好的性能。