吊舱SINS/GNSS组合导航多杆臂效应在线估计算法

随着机载光电设备对姿态实时性和精度要求的不断提高,直接采用捷联方式安装于吊舱内部的小型惯性导航单元,配合全球导航卫星系统进行组合导航的方案开始逐渐得到应用.吊舱、飞机、惯导间由于空间安装位置的不同,吊舱框架角的不断变化会引入额外的杆臂相关误差.详细推导了吊舱、飞机与惯导间姿态转换关系,提出了一种改进的在线补偿杆臂效应参...     

一种直升机机载跟瞄系统被动隔振平台设计

隔振平台连接直升机机体与光电跟瞄吊舱,对机载跟瞄系统的跟瞄精度至关重要。采用多个笼形隔振器并联,设计了一种直升机机载跟瞄系统的被动隔振平台。由欧拉变换描述隔振平台的空间姿态,基于Lagrange方法建立隔振平台的动力学模型,获得了不同激振频率下隔振平台的振动传递率。利用ANSYS动力学仿真验证了隔振平台理论模型的正确性,校核了大过载情况下隔振平台的冗余保护能力。通过实际飞行测试,检验了隔振平台的隔振效果。     

基于近场动力学数值方法的冰-吊舱推进器接触判断研究

吊舱推进器在极地船舶中的应用, 可避免冰区航行中转向、调头困难等操纵问题, 是极地船舶广泛采用的推进形式. 在冰-吊舱推进器切削过程中, 吊舱推进器受到了极端冰载荷的作用, 对吊舱推进器结构强度和极地船舶的安全性带来严重的危害. 为了研究不同操纵状态的吊舱推进器与冰切削时冰载荷的变化规律, 首先, 详细介绍了近场动力学方法研究物体断裂问题的理论基础, 分析该方法模拟冰材料的可行性. 基于近场动力学方法和面元法耦合推导了适用于冰破碎问题模拟的材料破坏准则和冰载荷计算方法. 其次, 提出了不同操纵状态的吊舱推进器与冰的接触判断方法, 建立了冰-吊舱推进器切削状态的数值计算模型, 实现了冰-吊舱推进器切削动态变化过程的数值仿真. 最后, 分析了吊舱推进器在直航、斜航以及操舵状态与冰切削时冰块破碎、螺旋桨和桨叶冰载荷以及吊舱单元整体扭矩的变化情况. 计算结果表明: 本文提出的不同操纵状态的吊舱推进器与冰切削时的接触判断方法能够真实地模拟冰-吊舱推进器的切削过程, 并能获得该过程中冰块的破坏现象和冰载荷变化特性, 可为冰区海洋结构冰载荷数值预报技术的发展、冰区吊舱推进器结构的优化设计和运营提供指导.      

基于Simulink和FlightGear软件的机载惯性测量单元仿真

包含动力学和运动学特性的机载IMU数据对于飞行对准等惯性系统算法研究具有重要意义。基于人在回路仿真的思想,设计了一种可包含完整飞机模型,不需要设计特定的自动驾驶仪,来实现任意机动下机载惯性测量单元仿真的方案。给出了惯性测量单元仿真模型,设计了基于Simulink、AeroSim模块集及FlightGear模拟飞行软件的新方案,实现了一个机载惯性测量单元的仿真模型,该模型采用飞行摇杆,由人实现对飞机的控制和机动飞行。仿真结果表明,采用该仿真方案,避免了复杂的自动驾驶仪设计,可以得到机动飞行条件下的机载惯性测量单元仿真数据和导航参数基准数据,方案切实可行。     

机载环境下的GPS测量误差分析和建模

机载环境下的GPS误差特性与静态不同，文中给出了一套机载环境下的GPS测量误差分析和建模的方法。先通过多项式拟合，分离出机载GPS的测量误差，并根据GPS的具体应用环境，用机载SAR（Syntbetic Aperttire Radar）雷达成像验证了这种分离误差方法的有效性，然后对GPS误差进行最小二乘处理，建立GPS的AR误差模型。应用这种方法，分析了实测某型飞机平稳飞行情况下的GPS数据，结果表明该型飞机在平稳飞行情况下的GPS速度和定位误差过程分别可以用两个不同的10阶AR过程表示。     

机载制导武器导航系统嵌入式软件结构设计

输入的及时获取及系统的及时输出是导航系统正常工作的基础和核心。在分析机载制导武器导航系统软件结构的基础上,对包含传递对准和组合导航在内的导航软件,进行了多进程、进程优先级以及进程间通信机制的分析和设计。基于对导航系统用卡尔曼滤波器内数据交换的分析,指出在多进程之间存在对多个核心数据的共同存取,采用进程同步机制实现了核心数据协同,给出了核心进程的流程图,完成了一个基于多任务实时操作系统的机载制导武器导航系统软件框架,并在某型机载制导武器导航系统中得到成功应用。     

机载分布式POS传递对准建模与仿真

为了提高机载分布式POS中子POS的测量精度,补偿机翼的挠曲变形,提出了一种机载环境下传递对准方法。为验证该方法的有效性,搭建了机载分布式POS地面演示系统。针对该地面演示系统,提出了运用ANSYS辅助力学建模的方法建立了模拟机翼杆挠曲运动模型,并将由机翼挠曲运动产生的挠曲变形角和挠曲变形角速度增广为卡尔曼滤波的状态变量。在此基础上,详细推导了考虑挠曲变形时姿态误差量测方程,设计了基于"速度+姿态"匹配方式的卡尔曼滤波器。仿真结果表明,采用该挠曲变形补偿方法进行传递对准,水平失准角精度优于3?,方位失准角精度优于5?。仿真结果验证了该方案的可行性,为机载分布式POS提供了工程应用参考。     

机载甚低频拖曳天线非线性振动分析

拖曳天线力学特征和控制是对飞机对潜通信系统进一步深入论证需要解决的关键问题之一,其中振动分析是其动力学特征研究的一个重要部分。本文通过对其运动状态及其受力进行分析,建立了机载甚低频拖曳天线动力学模型。针对模型复杂的非线性和耦合性,在考虑机载甚低频拖曳天线旋转平衡时构型的基础上,采用Galerkin法研究求解了甚低频天线末端锥袋的非线性振动。研究表明:在一阶模态截断下,利用多尺度摄动方法,当ω1:ω2:ω3近似等于2:2:1、1:1:2、1:1:1时,机载甚低频拖曳天线发生内共振;在特定的飞行状态下,其水平面面内的两个振动会发生内共振,而垂直方向则不会,因此不会对机载甚低频拖曳天线的垂直度产生显著的影响。     

某型飞机双卫星定位校正系统精度测试

针对某型飞机双卫星定位校正系统的精度指标评定问题，讨论了精度指标的评定方法，研制了机载导航精度测试系统，并进行了试飞数据的采集和分析处理。结果表明，研制的机载导航精度测试系统是有效的，提出的CEP误差计算方法是可行的。     

基于数学基准修正的机载SINS/CNS组合定位算法

针对传统天文定位算法中水平基准对其机载应用的制约,提出基于数学基准修正的机载天文位置确定方法;提出首先利用惯导姿态信息,构造天文测量数学水平基准,通过惯导姿态阵实现载体系下的天文测量输出到当地水平基准坐标系下的变换,从而使高度差法的机载定位得以实现;为保证数学基准的准确有效,提出数学基准修正方案:利用高精度星敏定姿修正惯导姿态,以修正基准中耦合的惯导姿态误差。仿真实验表明,采用该方法进行的天文导航能有效解决其机载应用下水平基准制约问题,验证了其有效性,具有良好的工程实际应用前景。     

Comparative study of two corrective gradient models in the simulation of multiphase flows using moving particle semi-implicit method

In this study, two corrective gradient models (CGMs) are compared in the simulation of multiphase flows. Linear consistency of the gradient model of moving particle semi-implicit (MPS) method has been recovered by introducing corrective matrix. However, it is found that particles tend to disperse along the streamline while using the CGM proposed in a previous study. Particle shifting (PS) schemes are necessary to reduce the irregularity of particle distribution to stabilize the calculation. To enhance the accuracy and stability, another CGM with dummy particle (CGMD) was proposed in our previous study. This enhanced CGM is featured by linear consistency and purely repulsive pressure gradient force. In this study, this enhanced CGM is modified and applied to multiphase flow simulation. Comparative study suggests that the modified CGM with PS scheme is capable of calculating various multiphase flows and predicting the interface evolution both clearly and accurately.     

The study of equivalent material parameters in a hyperelastic model

We study a hyperelastic model of some biological soft tissues with emphasis on the problem of its matching with the material parameters acquired by experimental mechanical tests. First, we study the polyconvexity property of the hyperelastic model. Then, we explore the notion of equivalent sets of material parameters. We perform a numerical study of the regions of equivalent material parameters characterizing the curves predicted by the hyperelastic model that are close, within a prefixed tolerance, to those given by the experimental data. In the numerical study we use the quadratic variation and the Hausdorff distance. The study suggests that a qualitative knowledge of shape and volume of the regions of equivalent material parameters can provide both a criterion for the optimal match between the model with the experimental data and an indication on the reducibility of the number of parameters used in the model.     

Analysis of reflected blast wave pressure profiles in a confined room

To understand the blast effects of confined explosions, it is necessary to study the characteristic parameters of the blast wave in terms of overpressure, impulse and arrival time. In a previous study, experiments were performed using two different scales of a pyrotechnic workshop. The main purpose of these experiments was to compare the TNT equivalent for solid and gaseous explosives in terms of mass to define a TNT equivalent in a reflection field and to validate the similitude between real and small scales. To study the interactions and propagations of the reflected shock waves, the present study was conducted by progressively building a confined volume around the charge. In this way, the influence of each wall and the origins of the reflected shock waves can be determined. The purpose of this paper is to report the blast wave interactions that resulted from the detonation of a stoichiometric propane-oxygen mixture in a confined room.     

水库地区的水岩作用及其地质环境影响

本文综述了水库地区水环境系统的变化及水岩作用类型和机制, 在此基础上讨论了水库区地质环境的变化和环境灾害的发生, 提出以水环境变化和水岩作用为中心的水库地质环境评价和灾害预测的研究方向。     

遥感技术用于固体力学实验研究的新成果

在岩石、混凝土和钢材加载直到破坏的过程中用红外和微波遥感技术进行了观测研究．发现这些材料在加载过程中其红外和微波辐射温度、红外辐射波谱及红外热像均随应力的变化而变化．材料破坏前这些变化表现出某些前兆性特征．研究表明遥感技术可作为固体力学研究的一种新手段，并可望在工程上得到应用     

平面坡体渐进破坏模型及其应用

平面坡体渐进破坏模型旨在通过在坡体稳定性分析中引进渐进坡坏的概念,来较合理地考虑岩土材料的峰值强度和残余强度在稳定性分析中的不同作用。通过与其它稳定性分析方法进行比较以及实例应用研究,证明该计算模型可用于初步判断坡体稳定状态并估算其破坏变形范围。这一研究也说明了水对边坡破坏的重要作用。     

广义连续统场论的现状和展望

对广义连续统场论的发展过程加以回顾,对其发展现状加以综述,并对包括其目标、非线性理论、多场问题、计算机化趋势、物理参数和应用等今后的研究方向提出了若干建议．      

On hydrodynamic instabilities,chaos and phase transition

Ellipticity as the underlying mechanism for instabilities of physical systems is highlighted in the study of model nonlinear evolution equations with dissipation and the study of phase transition in Van der Waals fluid. Interesting results include spiky solutions, chaotic behavior in the context of partial differential equations, as well as the nucleation process due to ellipticity in phase transition.     

非完整系统稳定性的若干进展

介绍非完整系统稳定性理论的某些近代进展,包括非完整系统平衡位置关于全部变量的稳定性,平衡状态流形的稳定性,平衡位置关于部分变量稳定性及其与关于全部变量的稳定性的关系,平稳运动的稳定性,以及非完整控制系统的镇定．同时,讨论非完整系统稳定性的几个主要应用,并给出几个未来研究方向的建议