摘要：半球壳谐振子是半球谐振陀螺的核心部件。基于弹性力学的有限单元法建立了谐振子的弹性动力学有限元方程,得到谐振子自由谐振方程。为分析谐振子支柱偏心误差对谐振子振动特性的影响,利用有限元分析软件(ANSYS)建立了半球壳谐振子有限元模型,分析了理想谐振子和存在支柱偏心误差谐振子的二阶谐振状态振动特性。深入分析了支柱偏心误差对谐振子谐振频率和变形特性等振动特性的影响规律。通过对两种影响规律的比较分析得到,支柱偏心误差导致的频率差将会引起陀螺的随机漂移;而支柱偏心误差引起的变形将会影响陀螺的零偏,可以通过标定补偿。为减小支柱偏心误差对陀螺精度和性能的影响,偏心误差的加工误差范围应小于1.2μm,分析结果为谐振子的加工设计和结构误差分析提供了理论基础。

摘要：飞机动力学模型因受损或者其他未知故障时,预先设计的飞机控制律可能会无法满足飞机的稳定飞行,从而需要设计自适应控制律以保证飞行安全.本文以非线性的NASA-GTM通用飞机模型为对象,运用基于回顾成本的自适应控制方法(RCAC)进行飞机未知故障情况下的平稳飞行控制,包括机体结冰与控制舵面卡死两种故障情况.根据飞机局部线性化模型得到系统马尔科夫参数来设计基于输出反馈的RCAC控制器.通过最优化回顾代价函数来更新RCAC控制器增益,从而调节飞机引擎与控制舵面的输出来补偿由未知故障带来的影响.仿真结果表明在未知故障情况下,RCAC能够很好地通过自适应调整控制器的增益来保证飞机的平稳飞行和控制指令跟踪.

摘要：介绍了一种小型涵道式无人机的姿态控制系统的设计及实现技术。首先通过对无人机组成部分的动力学分析建立了涵道式无人机的数学模型,将模型进行线性化,并针对飞行试验过程中的不确定性以及结构紧凑带来的易受外部干扰的特性设计了基于H∞理论的鲁棒控制器,并将控制器带入非线性系统进行仿真,仿真结果验证了该算法的有效性。飞行试验结果表明,该控制器在悬停及小范围机动时比传统的PID控制器具有更强的抗干扰性,提高了飞行器的稳定性和操控性。

摘要：结合涵道式无人机发展现状阐述涵道式无人机的优点,对无人机飞行机理进行分析,结合动力学分析建立涵道式飞行器的数学模型,设计控制器并进行了飞行试验.结果表明:涵道风扇布局飞行器具有较好的悬停性能,在悬停和小角度机动时,各通道之间的耦合可以忽略不计.

摘要：为了最大程度地提高加速度计寻北仪的寻北精确度,介绍了铅垂轴系单轴速率台寻北方案,提出了水平轴系速率台方案和铅垂正弦速率方案,对3种寻北方案的数学模型进行了描述,对数据处理过程进行了详细阐述,最后对3种方案的优缺点进行了比较,指出后两种新方案在指北精确度上将有很大的提高.

摘要：为了实现应用精密离心机对捷联惯导系统不拆分整体标定时各加速度计误差模型系数进行精确辨识,分析了可能影响加速度计标定精度的离心机误差源进而建立了相应的坐标系。在考虑各加速度计与反转平台轴线距离的情况下,应用齐次变换法计算了各加速度计各轴实际的比力输入,结合给定的加速度计误差模型,设计了一种可辨识误差模型中全部二阶误差模型系数的测试方法。仿真结果表明,该方法经修正离心机误差后可以有效地提高所有误差模型系数的标定精度,并能给出各加速度计与反转平台轴线的距离。仿真还分析了离心机误差对标定精度的影响,结果表明:离心机误差项主要影响1号加速度计KF、KP、KPP的标定精度,而对于KII、KIO的标定无影响;另外主要影响2号加速度计KF,KI,KII的标定精度,以及3号加速度计KF、KO的标定精度。

摘要：针对事件驱动方式下的大延时网络化控制系统控制性能下降的情况,建立了时钟驱动方式的网络化控制系统模型,提出了一种基于状态预估的保性能控制设计方法。基于李亚普诺夫稳定性理论,设计了大延时时钟驱动方式的保性能控制器,使得系统在大延时的情况下仍能保证稳定并具有一定的控制性能,仿真算例验证了这种控制器的可行性。

摘要：针对一类具有随机大延时(延时大于系统的采样周期)的网络化控制系统,提出一种基于状态预估和时钟驱动的H∞控制器的设计方法,通过状态预估获取当前控制周期的预估控制状态,并通过相应的控制律计算出控制量输出。利用锥补线性化算法和LMI(Linear Ma-trix Inequality)给出了系统稳定的H∞次优控制器。仿真算例验证了本文结论的有效性和可用性。

摘要：半球谐振陀螺是一种新型固体振动陀螺,具备功耗低、寿命长、稳定性高等特点,可完美适应卫星的姿态控制。针对微小卫星应用需求,利用半球谐振陀螺构建了星载惯性测量单元。首先,通过测量单元硬件结构设计,对其内部空间进行优化,并通过力学特性及力学试验仿真分析,验证其机械可靠性。其次,针对微小卫星应用环境优化半球谐振陀螺电路设计,提高惯性测量单元可靠性。最后,力学环境试验结果表明,三轴半球谐振陀螺的零偏稳定性均优于0.1°/h,敏感器件满足标度因数非线性度≤500ppm和零偏稳定性≤0.1°/h(1σ)的要求,实现了满足微小卫星应用需求的低成本、小体积、高可靠的半球谐振陀螺星载惯性测量单元。

摘要：固有刚性轴方位是半球谐振子振动性能参数的一个核心指标,其方位的精确标定对于谐振子质量平衡精度提升具有重要意义。利用矩阵逼近法将谐振子的径向振动分解为主驻波和辅驻波,从理论上论证了主驻波和辅驻波在圆周角和振动相位上的正交性,从而说明了谐振子节点振动和辅驻波之间的关系,进而设计了谐振子固有刚性轴方位的标定方案,即在谐振子上相隔22.5°的两个位置上分别进行静电激励,并测量二者各自的节点振幅,通过节点振幅的比值可以标定固有刚性轴的方位。数值仿真的结果表明:针对超低频率裂解(0.005 Hz以下)谐振子的固有刚性轴方位标定,所提出方法的理论辨识误差量级可达到10^(-12)度,此外,该测试方法的理论测试时长可控在100秒以内,与其他方法相比,在测试效率上有着较为明显的优势。