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  • 简介:对喷嘴等效直径相同出口Reynolds数均为15000的3种等腰(顶角分别为30,60和90°)以及圆形孔口射流进行了流场显示与速度场测量.结果表明:相比于圆形射流,等腰射流的出口中心线速度衰减更快,湍流度更高,射流卷吸周围流体能力显著增强.随着顶角减小,近场区涡结构维性更强,卷吸效果更明显.此外,对不同射流的中心线湍动能谱概率密度函数Taylor尺度和Kolmogorov尺度进行了分析讨论,发现出口形状对湍流小尺度运动的影响较小.

  • 标签: 非圆形射流 多尺度 频谱 热线风速仪
  • 简介:描述了剪切敏感液晶涂层(shear-sensitiveliquidcrystalcoatings,SSLCCs)在高超声速风洞中针对翼标模进行表面摩擦阻力(简称摩阻)测量的应用情况.建立了基于剪切敏感液晶涂层光学测量系统,在中国航天空气动力技术研究院FD-07风洞中进行了翼摩阻测量实验,给出了翼表面摩阻分布数据,表明流场结构的复杂.实验结果证明了此方法进行高超声速摩阻测量的可行性,有效解决了在高超声速流场条件下表面摩阻预测的难题,具有重要的应用价值.

  • 标签: 剪切敏感液晶涂层 剪切应力测量 平板三角翼 高超声速流场
  • 简介:以近空间尖前缘高超声速巡航飞行器的研制为背景,作者在前一阶段采用模型理论分析方法,陆续研究了沿微钝前缘驻点线的化学非平衡流动和气动加热相似律,文章是上述研究的综合回顾和深化讨论.稀薄条件下,驻点附近流动和传热出现一系列与连续流动模型不同的新特征,超出了经典气动热预测理论的适用范围.作者建立了一个沿驻点线能量传递和转化的广义模型,并分别推导了具有实际物理意义的边界层外离解非平衡流动判据和边界层内复合非平衡流动判据.基于这些判据构建了预测非平衡流动驻点气动加热的桥函数,并讨论了稀薄非平衡真实气体流动和气动加热的相似律,发现新型近空间尖前缘飞行器遭遇的气动热环境不同于传统大钝头航天器再入问题,传统的天地换算相似准则将会失效.这些理论分析结果可为稀薄非平衡化学反应流及气动加热的实验和计算提供一个标模检验的手段.

  • 标签: 稀薄气体效应 真实气体效应 化学非平衡流动
  • 简介:针对现有力矩电机驱动振动激励源频率难以超过100Hz、波形失真大、不能满足宽频高精度角振动校准需求的现状,提出采用框式结构电磁驱动方法,显著降低驱动线圈电感以实现驱动力快速响应,并采用精密轻质空心杯空气轴承实现轴系定位,以克服摩擦力、提高回转定位精度,结合有限元分析仿真,将空气轴承转子与励磁线圈骨架进行整体优化设计,使轴系固有频率提升至2800Hz以上。新的振动激励装置的测试结果表明,工作频率范围达到600Hz,角加速度波形失真度小于2%,可实现1kg承载和1760rad/s2最大角加速度,超出德国PTB振动标准给出的50g承载和1400rad/s2最大角加速度的技术指标,可更广泛用于高精度角振动校准及运动传感器的动态性能评价。

  • 标签: 角振动台 角加速度 角速率 角振动 陀螺
  • 简介:针对带有攻击约束的多导弹同时攻击机动目标问题,提出了一种带有攻击约束的协同制导律。首先基于平面内的导弹-目标相对运动方程,建立了带有攻击约束的协同制导模型;其次,把协同制导律的设计过程分离为两个部分:一是基于图论的有关内容,运用有限时间一致性理论设计沿着视线方向上的加速度指令来保证所有导弹与目标的相对距离在有限时间内到达一致,进而保证所有的导弹同时击中机动目标;二是利用非齐次干扰观测器对机动目标的加速度进行估计,并运用滑模控制设计视线法向上的加速度指令来保证每枚导弹与目标间的视线角速率收敛到零和视线角收敛到期望的终端视线角,即每枚导弹以期望的终端视线角成功击中目标;最后,对枚导弹同时打击同一机动目标的情况进行仿真,仿真结果表明本文设计的带有攻击约束的协同制导律的有效性和正确性。

  • 标签: 协同制导律 攻击角约束 非齐次干扰观测器 滑模控制 通信拓扑 有限时间一致性
  • 简介:本文所述的分析校准技术,可将测装置校准到很高精度。校准时,使用了两台测装置。并且利用该分析校准技术,分离了各误差曲线,采用该分析校准方法,无需预先知道任何一台测装置的误差,而且测装置可以是,也可以不是两台相同的装置。文中还确定了可以校准到高精度的测装置的类型和校准配置。所采用的校准分析技术,可将位置测试台和角度分解器校准到0.1秒的精度。此方法已经用于校准轴角读出的双感应同步器系统。本文还提供了利用该分析校准方法获取的数据。

  • 标签: 测角装置 校准精度 分析技术
  • 简介:结合实际系统陀螺输出为不等间隔速率信号且时间间隔已知的特点,将陀螺输出数据的时间间隔引入定时增量算法,提出了一种梯形积分增量算法。为补偿圆锥运动误差,推导了不等间隔速率输出时的旋转矢量二子样算法,并在典型圆锥运动条件下,将本算法与甚童的捷联姿态算法进行比较。结果表明:在陀螺输出为不等间隔的速率信号时,不等间隔的等效旋转矢量算法具有一定的优越性。

  • 标签: 航姿算法 旋转矢量 不等间隔 梯形积分 圆锥运动
  • 简介:为实现多枚导弹协同攻击机动目标,基于具有推力可控能力的导弹,提出了一种带落约束的多导弹分布式协同制导律。将制导律的设计分离为视线方向和视线法向上两个部分:视线方向上基于多智能体协同控制理论和超螺旋控制算法,设计制导律控制导弹剩余时间在有限时间内趋于一致;视线法向上运用零化视线角速率思想和有限时间滑模控制理论,设计制导律控制导弹击中目标的同时满足落约束。并针对两部分制导律中存在的目标机动信息,分别设计非齐次干扰观测器进行估计。仿真结果表明,提出的制导律能够有效完成协同攻击任务,脱靶量和落误差分别控制在0.13m和0.02°以内,并且有效抑制了抖振现象,有利于提高导弹自动驾驶仪的跟踪精度。

  • 标签: 协同制导 落角约束 机动目标 分布式通信拓扑 滑模控制 抖振
  • 简介:为解决舰载主惯导与机载子惯导之间大失准问题,同时满足对准快速性的需求,提出了从舰载机进入弹射位置开始,到舰载机飞离甲板时间内,基于虚拟惯导(VINS),综合利用舰载主惯导信息、跑道航向信息以及激光多普勒测速仪(LDV)信息,利用速度匹配方法实现舰/机惯导传递对准的方法,并建立了传递对准误差模型.该模型利用舰艇坐标系与跑道坐标系之间的方向余弦矩阵,将舰载坐标系与机载坐标系之间的大失准问题,转化为机载坐标系与跑道坐标系之间的小方位失准问题.考虑弹射过程舰艇及舰载机的运动模型,利用数学仿真对传递对准误差模型进行了验证,并与UKF滤波方法进行了对比.仿真结果表明,该方法可以在8s内实现舰/机惯导的传递对准,对准性能与UKF滤波方法相当,且对准过程不需要舰艇进行任何机动运动.

  • 标签: 舰载机 弹射起飞 传递对准 速度匹配 大方位失准角
  • 简介:针对带有末端多约束的维非线性制导问题,设计了一种通用模型预测静态规划制导算法。该制导算法通过向后迭代求解权矩阵微分方程对控制量进行更新,将动态优化问题转化为静态优化问题,计算效率得以提高。阐述了通用模型预测静态规划制导算法的基本原理,详细给出了基于通用模型预测静态规划算法的制导律设计过程。所设计的制导律满足末端法向加速度约束,因此,间接满足末端弹体姿态约束。仿真时考虑目标的机动方式和落约束,仿真结果表明,末端位移偏差小于0.5m,末端落可控制在0.01°范围内,末端法向加速度小于0.01m/s^2,该制导律能够很好地满足末端位移、落和法向加速度约束。

  • 标签: 通用模型预测静态规划 制导律 落角约束 法向加速度约束 弹体姿态角约束
  • 简介:针对传统模型难以描述捷联惯组误差系数的复杂性、突变性和非线性特征这一问题,研究了其多重分特征,并提出了一种自适应分插值算法。利用盒维数和MF-DFA方法分析得出捷联惯组误差系数具有明显的多重分特征。改进了适用于非等间隔数据的垂直比例因子求取算法,根据测试数据间隔大小赋予每个仿射变换不同的概率和使用次数,按照无放回抽样原则进行随机分插值,在不增加迭代次数的条件下解决了分插值点分布不均匀的问题。利用加权平均法得到指定时间的标定值。结果表明,所提算法插值准确性比常规分插值至少提高了3倍。

  • 标签: 捷联惯组 分形特征 分形插值 小样本 非等间隔
  • 简介:基于非结构/混合网格、耗散自适应2阶混合格式以及脱体涡模拟(detachededdysimulation,DES)方法开展了现代战斗机模型复杂分离流动的数值模拟,并与有限的平均气动力试验数据进行了对比,结果表明计算具有合理性,在此基础上进一步应用本征正交分解(properorthogonaldecomposition,POD)和动力学模态分解(dynamicmodedecomposition,DMD)方法对数值模拟流场的非定常特性进行了对比分析.研究表明飞行器背风区流场由一对边条涡的螺旋运动主导,旋涡破裂前在横向空间截面上流场是中性稳定的,同时主涡核的运动是多频耦合的.POD和DMD的对比分析则表明:两者模态配对的方式不同,但主要模态之间具有一定相关性;POD模态中包含多种频率的运动,而且能量较集中于主模态,流场重构效率更高;DMD则将流场的主要特征运动提取为一些单频模态的组合,同时能够给出模态的稳定性.

  • 标签: 大攻角 飞行器 动力学模态分解 本征正交分解 数值模拟
  • 简介:针对捷联惯组历次测试数据小样本、非等间隔、非线性的问题,提出了一种基于分插值的次混合插值算法。通过第一次分插值保证原始测试数据的变化趋势;通过第二次样条函数插值保证了插值的准确性,实现原始测试数据等间隔化;通过第次分段线性插值,扩大样本容量,同时保证了原有测试序列的统计特性不变。实例分析表明,该算法很好的实现了对捷联惯组历次测试数据的等间隔处理和样本容量扩大,为捷联惯组历次测试数据小样本建模分析提供良好的基础。

  • 标签: 捷联惯组 历次测试数据 小样本 非等间隔 分形插值
  • 简介:捷联惯性导航系统静基座初始对准时一般先进行粗对准,使失准缩小到一定范围内从而满足小失准假设下的线性误差模型,然后再进行精对准。在不进行粗对准时失准一般为大角度,需要采用复杂的非线性误差模型和非线性滤波方法。研究发现通过设置合理的误差协方差矩阵初值,采用反馈校正滤波结构,并引入强跟踪滤波算法可以在大失准情况下既无需粗对准,又无需采用非线性模型来实现精对准。仿真结果表明,该方法可以实现大失准初始对准,鲁棒性好,在任意姿态初值下都可以使航向在300s内收敛到0.05°的理论极限精度,与小失准精对准方法的速度和精度相当但省去了粗对准因而耗时更短,与无迹卡尔曼滤波在600s时才收敛到0.5°的速度相比大为改善。

  • 标签: 捷联惯性导航 初始对准 大失准角 强跟踪滤波器
  • 简介:本文针对用22位绝对式的光电编码器同时形成速率和位置信号的任务,设计了一种实用数字测速方法。从原理上进行了分析,并设计了硬件电路和软件程序。该方法使转台结构紧凑,增加了数字化程度。实践证明了其工程有效性

  • 标签: 光电编码器 速率
  • 简介:本文叙述了轴转台四种不同的布局型式。提出了用Bezier曲线和Fourier级数描述轴转台框架的形状,将形状优化设计问题转换为可用参数优化设计方法求解的形式。建立了OUT型轴转台外框架结构的形状优化设计数学模型,然后给出了用增广乘子法对问题进行求解的步骤

  • 标签: 三轴转台 BEZIER曲线 形状优化设计
  • 简介:为了实现光纤陀螺组合小型化、低成本和高精度,进行了轴一体化光纤陀螺样机的研制。该样机包括光学表头和陀螺解算电路两部分,其中,个安装在维空间正交支架上的敏感线圈共用一个光源,并且和其它独立的光学器件组成光学表头。陀螺解算电路由一块FPGA芯片处理路探测器输出信号,输出与角速度成正比的数字信号。与传统光纤陀螺组合相比,轴一体化光纤陀螺的组合结构缩小60%,成本降低20%,功耗降低一倍,但制作工艺较复杂。经过测试,其性能和单轴陀螺相当。此项研究技术可广泛应用于对体积要求严格的战术型号上。

  • 标签: 光纤陀螺 信号处理 三轴一体化 线圈
  • 简介:为进一步提高GPS定位精度,分析了目前研究中主要采用的加权最小二乘法和卡尔曼滤波两种优化算法。在此基础上,提出了一种利用粒子滤波器对伪距误差进行修正的定位优化算法。粒子滤波算法的特点是可直接用于求解非线性问题,对非高斯的误差进行修正。通过GPS实测数据进行实验,分别对这种算法进行验证并分析了其各自特点。实验结果显示,种算法均能使GPS定位精度得以明显改善。提出的粒子滤波算法作为一种新的GPS定位优化算法,在卫星导航定位领域中有着较好的参考价值。

  • 标签: 全球定位系统 粒子滤波器 加权最小二乘法 卡尔曼滤波
  • 简介:移动机器人的目标检测要求其对特定的静止或运动物体进行运动分析及检测。以Voyager-III移动机器人系统为研究对象,实现非理想光照下,对橘红色目标足球的运动检测。提出在传统帧差分法基础上,先利用Markowitz投资组合模型进行足球目标的特征提取,将场地非感兴趣的目标中,出现全部像素值发生变化的目标去除,再进行图像帧间差分。利用CCD摄像机对比赛环境中足球的运动轨迹进行录制,选取具有代表性的各帧视频图像、Markowitz算法优化后的差分图像和跟踪图像,结果表明跟踪图像不含非目标物的干扰,克服了差分图像存在空洞的问题,为移动机器人提供了一种实用的运动目标检测方法。

  • 标签: 三帧差分法 MARKOWITZ投资组合模型 运动目标检测 移动机器人 像素值