摘要：针对新一代运载火箭推力矢量控制系统在故障后需要紧急回中的实际问题和困难,提出一种基于液阻网络原理的新型壁孔回中式液压作动器。该作动器无需控制系统控制,也无需辅助作动器提供外力即可实现作动器的自动回中。完整给出壁孔回中式液压作动器的设计原理和设计方法。使用液阻网络原理,对其工作机理进行分析,获得了系统的压力增益和负载刚度等关键特性的解析解。建立作动器的仿真模型,并开展对比仿真研究。研制原理样机,通过优化设计解决了回中孔对活塞密封圈造成损坏的问题。通过对比试验研究,验证了多孔型和长方型两种壁孔的实际回中效果。试验结果表明,两种形式的壁孔均可实现作动器的自动回中。并且回中精度高,运动稳定,在零位附近没有出现振荡现象。仿真和试验结果均表明:回中孔面积越大,回中速度越快;负载越大,回中速度越慢,离开中位的偏移量增大。通过对工作50 h后的作动器进行分解,证明回中孔确实会对密封圈造成一些微小的损坏,但通过使用本文所提出的优化设计方法,可以大大降低甚至消除回中孔对密封件的损坏,从而满足作动器的寿命要求。

摘要：针对存在较大参数不确定性和仅具有位置、姿态测量的水下运载器的六自由度位姿控制难题,提出一种基于自适应平滑增益滑模观测器和多变量积分Backstepping控制器的非线性控制方法.解决水下运载器的鲁棒输出反馈控制问题,使用基于Lyapunov稳定性理论的设计方法保证观测器-控制器系统的稳定性.设计的自适应平滑增益滑模观测器,克服常规滑模观测器中所存在的高频颤振现象,从而获得较平滑的速度估计值.当存在模型不确定性和有界未知干扰时,可以保证速度估计误差以指数速率收敛至较小的球域内.设计的多变量积分Backstepping控制器,可以保证系统的跟踪误差同样收敛至较小的球域内.以浙江大学正在研制的海王号ROV六自由度控制为研究对象,使用所提出的控制方法与传统PID控制器进行对比仿真研究.仿真结果表明,当存在较大参数不确定性、较强未知外干扰和测量噪声时,所提出的控制方法具有较强的鲁棒性能,可以很好地跟踪参考轨迹,获得较好的动态性能和稳态控制精度.性能明显优于常规PID控制器,并且解决了PID控制器所存在的转艏角设定值不能大于90°的问题.

摘要：对典型运载火箭电液推力矢量控制(Thrust Vector Control,TVC)系统结构进行分析,对不同TVC系统中的共性问题进行归纳总结,并对先进技术在TVC系统中的应用前景进行分析和预测。给出了电液TVC系统总体设计时需要考虑的三条准则,提出使用结构设计选择树设计方法完成电液TVC系统的总体设计,使得整个设计过程变得更加简便、直观。最后以一型大推力液氧煤油发动机高可靠性电液TVC系统的总体设计为例,给出了基于结构选择树设计方法的电液TVC系统总体设计流程。

摘要：通过对现有不同类型功率电传(PBW—Power by wire)系统进行分析,根据航天运载器使用特点,提出了理想PBW系统的概念,并基于负载敏感原理提出了新型PBW系统方案。在此基础上,针对载人航天等高可靠性应用场合,提出了四余度PBW系统方案。通过仿真研究证明所提出的新型PBW系统具有比传统PBW系统更好的综合性能,是最接近于理想PBW系统的设计方案。通过对四余度PBW系统在故障情况下的工作情况进行仿真研究表明,四余度PBW系统具有两次故障工作、三次故障安全的余度等级。文中所提出的系统方案在未来大推力固体火箭发动机和氢氧发动机推力矢量控制系统中具有广泛的应用前景。

摘要：1 问题的提出目前,钢丝绳卷扬机是用来提升或拖曳重载荷的动力机械装置,通过驱动滚筒,将钢丝绳绕到绞车滚筒上,绞车在收缆时,一般需要通过电机驱动,只是在释放钢丝绳时,钢丝绳不承载,此时,需要设计释放机构实现自动放缆.

摘要：从钢丝绳辅助运输和绞车运输中钢丝绳收放所存在的问题出发,结合现有绞车排绳方法和结构形式,对绞车主动释放系统进行研究,实现绞车运转灵活、排绳整齐。钢丝绳绞车主动前置释放系统的研制成功,将能够很好地解决钢丝绳绞车使用过程中常见的乱绳、咬绳、压绳、垒绳等问题,延长钢丝绳的使用寿命,提高钢丝绳绞车运输系统的安全系数,具有显著的理论和实践意义。

摘要：脉冲等离子体推力器(以下简称PPT)效率低下的缺点一直为使用者所诟病,但过去对其能量分配机理的研究十分匮乏,难以为高效率PPT的设计提供参考。针对这一现状,本研究以平板式烧蚀型PPT为对象,对推力器在4种不同放电能量(能量比1:2:3:4)下工作的电压、电流和脉冲烧蚀质量进行测量,并根据测量结果估算PPT的元冲量、比冲、效率等推进性能。此外,本研究还建立了能估算PPT推进剂利用率的数值模型,并用该模型分析实验研究结果。研究结果表明,能量利用率和推进剂利用率低下同时导致PPT推力器效率低下,随着放电能量的增加,PPT的能量利用率和推力器效率上升,分别从5.07%和2.88%逐渐提高至16.46%和5.23%,但推进剂利用率反而降低,由56.8%逐渐降低至31.8%。

摘要：从张力/速度控制目标出发,分析了钢丝绳绞车张力/速度控制系统的结构原理.通过调节溢流阀开口大小,改变液压马达进出口的压差实现对其输出扭矩的电液比例控制。在具体控制实现方式上选择工控机作为控制器,通过张力,速度传感器实现对钢丝绳主动释放过程中的张力和速度的闭环控制。

摘要：结构损伤识别是开发结构安全监测系统中的一个重要课题。由于结构频率测试容易测试并且有较高的测量精度,因此成为损伤识别中广泛应用的模态参数。根据模态频率的灵敏度分析,本文提出了一种基于结构损伤前后频率变化测量的损伤参数识别方法,用于确定结构的损伤位置和损伤程度。多种工况的框架结构模型的损伤试验结果表明:对于层间剪切结构,通过结构频率变化率法可以确定结构的损伤位置和损伤程度。

摘要：为了研究发射电压和流量对离子液体电喷微推力器性能的影响,设计了一种主动供给型离子液体电喷微推力器,建立了推进剂供给系统、真空系统和飞行时间测试系统,首先对推进剂供给系统进行了流量标定,使用飞行时间法在不同流量和不同发射电压条件下对推力器进行测试,根据飞行时间曲线得出推力器的基本性能。试验证明推力器能够在真空环境中实现正负模式交替发射,得到了推进剂供应系统的流量变化范围和推力器性能随发射电压和流量的变化规律。结果表明该系统推进剂流量供应为100nL/s^500nL/s。发射电流均随发射电压和流量增加而增加,发射电流受发射电压的影响更加显著。推力器推力受发射电压影响较大而比冲受流量影响较大。在实验条件下推力器的推力为112μN^183μN,比冲为250s^315s,效率为77%~90%,表明推力器处于胶体发射模式。