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°)。     

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。     

一种快速传递对准改进方案的设计仿真

针对传统速度匹配方案的不足之处,引入姿态辅助观测信息,设计了一种快速传递改进方案,理论分析及仿真结果表明,该方案的航向对准在数秒内即可完成,飞机只需做简单的机翼摆动作。     

枣林滑坡的滑面强度确定及加固处理

概述了枣林滑坡的工程地质情况 ;通过室内试验、专家经验和基于稳定性分析的反演计算 ,确定了滑坡体的滑动面强度参数 ;给出了该滑坡体的加固处理方案 ,并详细论述了预应力锚索抗滑桩的设计方法及施工工艺。监测结果表明了滑坡体加固处理方案的成功     

薄壁筒仓的振动实验研究

本文设计并完成了不同地基上筒仓模型的动力试验（包括模型试验和测试方案，数据输入输出及处理）。对模型筒仓及原型筒仓分别进行了系统的有限元动力分析计算，并与试验结果进行了比较。结果表明，本文所设计的试验，试验结果及有限元计算模式是正确的。     

四轴稳定跟踪转台伺服控制系统的研究与实现

以四轴稳定跟踪伺服转台系统研制的实例出发，从系统总体结构，元、部件选型计算及控制系统的设计与实现等方面进行了详细介绍。针对系统难点，采用基于高速DSP控制器、以采样数字控制和信号滤波技术为基础的全闭环伺服控制方案。实验测试结果均达到了预先制定的设计指标和精度要求，表明了系统设计方案的实用性和有效性。     

摩擦磨损试验机设计的基础——Ⅲ.设计方法学在摩擦磨损试验机设计中的应用

将设计方法学的一般方法应用于摩擦磨损试验机的设计,这对确定设计方案是科学的和行之有效的。本讲通过一个设计实例说明了设计方法学在摩擦磨损试验机设计中的具体应用问题,并以举例的形式详细地介绍了在方案设计阶段的各个主要工作步骤的实施方法,即建立要求明细表-功能分析-建立设计模幅箱-方案选择-方案评价。其中,关键的是进行功能分析、建立设计模幅箱和方案评价。     

局部凸起在V形钝前缘模型中的降热特性研究

三维内转式进气道的唇口结构通常存在复杂的激波干扰及严酷的气动热载荷,严重威胁高超声速飞行器的性能与安全.在6.0马赫的高超声速流动中,以V形钝前缘模型为研究对象,设计了局部凸起的被动流动控制降热方案.采用数值模拟手段,首先研究了局部凸起方案的降热能力以及降热原理,然后初步优化了局部凸起的位置、高度以及宽度等关键设计参数,最后分析了优化后的局部凸起方案的攻角、侧滑角及马赫数的适用性.研究结果表明:上游凸起边缘形成的斜激波与主马赫反射结构形成的透射激波发生干扰,能够减弱其冲击壁面的强度,实现降热的目的;驻点凸起通过改变超声速射流的对撞角度,能够降低其对撞的强度,实现降热的目的.原始方案的降热能力约为37.75%,在对局部凸起的关键设计参数进行初步优化后,优化方案的降热能力将提升至44.60%.设计工况下的优化方案具有良好的攻角适用性,而高度可变的优化方案可以较好地适用于有侧滑角及高马赫数的流动.在研究范围内,高度可变的优化局部凸起方案的降热能力均高于20%.     

基于模糊数学的贴片式左手超材料微结构选择方法研究

研究了基于模糊数学的贴片式左手超材料结构的选择机制,其核心思想是基于现有左手超材料结构构建左手材料微结构集合,将集合中结构的特性参数以某种隶属函数映射到[0,1]区间,用隶属度表示各元素对设计需求的符合度;根据模糊目标及约束的隶属度确定元素的模糊优越集,最终找到最适合于相应设计的结构方案。给出了材料库中每种结构方案相对于模糊目标及约束的隶属度的确定方法。为了验证所提出选择方法的可行性,建立了不同拓扑形式的左手超材料构型集合和不同尺寸的巾型构型集合,针对具体的设计目标和约束要求,计算了相应集合的模糊优越集,给出了最适合的个体元素排序,计算结果表明本文提出的结构选择方法可选出满足设计要求的结构构型。     

特种车车身的结构优化设计

本文探讨了某特种车车身的有限元分析和结构优化设计的力学模型,利用DDDU-2程序系统进行了计算。经8次迭代,使初始不可行方案变成了重量减轻的可行方案,优化后的结果对于车身结构优化设计研究有参考作用。     

第七届全国空间轨道设计竞赛乙题解法

第七届全国空间轨道设计竞赛乙组题目是关于多星编队与重构的轨道设计问题.本文介绍了中国科学院光电研究院的设计方法和设计结果.设计方法包括整体设计思路、转移轨道寻优、编队方案搜索策略、连续推力轨道优化方法等,并在文中给出了具体设计步骤.搜索最优编队方案和连续推力轨道优化是提高性能指标的关键.最后,总结了此次竞赛中的体会与启示.     

单层短程线网壳结构模型试验研究

模型试验是全面掌握工程结构基本特性的有效手段之一。根据模型相似理论设计并制作了单层短程线网壳结构模型,同时设计了可动砝码加载方案,加工制作了砝码及支托。对结构杆件进行了材料拉伸试验,对结构模型进行了静载试验和模态试验研究,成功获得了结构模型的静内力分布规律及模态参数。试验结果与有限元计算结果对比分析表明,静载试验结果与有限元计算结果吻合较好,模态试验结果与有限元计算结果吻合稍差。所采用的加载方案、试验手段及分析方法对类似的模型试验研究都具有一定的参考价值,所得到的试验数据为大型空间网格结构实际工程的在线损伤识别及健康监测研究提供了第一手资料。     

捷联惯导系统减振设计

机抖激光陀螺的捷联惯性导航系统结构设计的关键在于惯性测量单元（IMU）的减振设计。文章描述了一种IMU减振系统设计的方法,并在实际应用当中获得良好的效果。IMU减振系统的设计方法主要分为三大内容。首先是对减振系统中减振器的布局方案进行仿真分析,建立减振系统的六自由度振动响应模型,研究减振器布局方案的频谱特性,比较得到减振效果较优的减振器方案。然后针对获得的减振器布局方案,设计IMU结构框架和各向同性的减振器,并采用有限元的方法,对IMU的减振系统进行模态分析,获得IMU减振系统的前20阶模态频率和振型,用有限元仿真分析的方法来验证减振设计。目前这种IMU减振系统的设计方法已应用到某新型捷联惯导系统当中,减少了系统陀螺精度的降低。     

一种新型高精度大功率电动飞行仿真转台的驱动方案设计

针对一种新型电动飞行仿真转台高精度、大功率的突出特点,设计了十分有效的驱动方案。首先简要介绍了该电动飞行仿真转台的主要技术指标,然后提出了高精度大功率飞行仿真转台驱动方案的详细设计策略,驱动方案中采用PWM功率放大器驱动,最后给出了该驱动方案在飞行仿真转台控制系统中的设计实现。实际应用表明:该驱动方案可以很好地满足新型电动飞行仿真转台的高精度、大功率要求,具有很强的抗干扰性和鲁棒性,完全适合在高精度大功率电动仿真转台上应用。     

基于有限元法的车载炮摇架和上架的静动态设计

讨论了应用有限元法进行车载炮摇架和上架静动态设计的方法,建立了摇架和上架的有限元模型,叙述了摇架和上架作为一个整体时的受力分析及单元类型的选择.通过静态刚度和强度分析,得到摇架和上架静载作用下的最大位移和应力,通过动态响应分析了解到其动态特性.由此找出了原方案结构设计中存在的问题及结构的薄弱环节,通过对结构的改进使其逐步达到设计要求.所提到的方法可推广到火炮其它部件的结构动态设计中.     

控制爆破拆除大型球磨机基础

在选矿车间的狭小范围内,用控爆技术拆除大型构筑物的基础是一大难题。本文针对大型设备基础的爆破实践,简述了复杂环境下控爆拆除方案及使用不同爆破参数和装药结构的设计,并对预裂切割爆破的特点及爆破效果进行了评述。     

基于D-最优的惯性平台自标定方案设计

惯性平台自标定的标定方案设计目前多是依靠经验人为设计,而没有比较系统的标定方案设计方法,为解决此问题,提出了一种基于D-最优理论的惯性平台自标定方案设计方法。首先分析给出了包含36个待估计参数的平台系统误差模型;然后以陀螺仪和加速度计的输出模型为回归模型,将惯性平台自标定看作一个广义的多元回归问题,以D-最优理论为优化准则,提出了并行设计和串行设计两种标定方案设计思路。将得到的优化方案与传统的十六位置标定方案进行了仿真对比分析,仿真结果表明:优化方案的陀螺仪误差系数、加速度计误差系数和加速度计安装误差系数标定相对误差都在1%以下,与传统十六位置标定方案的标定精度相当;但优化方案的陀螺仪安装误差标定相对误差在5%左右,远远优于传统十六位置标定方案25%的相对误差;而且优化方案的标定位置更少,能够减少标定时间,验证了标定方案设计思路的正确性。     

塔式小车变幅起重臂的结构优化设计

本文提出一种既能为设计工程师所接受、无需初设方案,又经济可靠的结构优化设计方法。它的主要特点:一、按工程要求提出的超吊重量函数、超重臂长度、横截面形状及其他附加荷载等设计参数,由准则优化给出最佳吊点位置、塔帽高度及起重臂内力,并由此给出起重臂整体截面几何性质和最危险工况下的初始统计变量;二、自动由初设方案进行有限元结构分析的数学规划法优化。其中包括单元节点自动生成、形状优化和行之有效的SUMT技术及性态模型法的优化计算;三、全部计算可在IBM-PC微机上一次完成,整个优化设计过程输入量少。输出参数完整,能满足设计要求。 计算结果表明,QTZ200自升塔50米起重臂比原设计重量减轻41％。     

摩擦磨损试验机设计的基础 Ⅱ.摩擦磨损试验机设计方法的研究

本讲介绍采用设计方法学的方法对摩擦磨损试验机设计进行研究的结果,建立了摩擦磨损试验机的要求明细表,功能结构图、设计模幅箱和方案评价目标树。根据本讲所阐述的方法,既可使摩擦磨损试验机的设计程序和方案评价建立在一套比较科学的和行之有效的方法上,又能作为建立摩擦磨损试验机CAD(计算机辅助设计)系统的基础。     

基于车轮安装惯性测量单元的车载组合导航

微电子机械系统惯性测量单元(MEMS-IMU)因其精度低且温度敏感性大,以及传统安装方式通常存在航向角不可观等原因,在车载导航和轮式机器人应用场景中表现为定位误差迅速累积。为解决上述问题,设计了一种将MEMS-IMU安装在载体车轮中心的导航方案。利用MEMS-IMU与车轮一起旋转的运动特性,提取出运动速度信息,并结合运动约束构造了三维速度观测信息,从而改善最终的组合导航性能。该方案从安装方式和算法设计层面取代了对里程计传感器的依赖。基于轮式机器人的实测结果表明,该方案的平面定位误差(均方根值)相比于传统安装MEMS-IMU的导航方案降低了58.53%,相比于传统MEMS-IMU和里程计组合导航方案降低了29.67%。