摘要：以轴对称Navier-Stokes方程组为基础,将球面激光支持的爆轰波模型与流场控制方程组进行耦合求解,数值模拟了抛物型激光推进光船的工作过程。计算中对激光支持的爆轰波阵面进行实时追踪,以获得激光能量吸收源项,同时采用Gupta建立的高温平衡空气模型来计算工质的热力学参数和输运特性。并用所发展的数值模拟程序研究了不同构型设计光船的推进性能。最后分析了流场流动特性和推力生成机制。结果表明,推力面离焦点距离越近,光船获得的冲量耦合系数越大,而峰值推力越小。

摘要：脆弱性是指一闭环系统的稳定性对参数摄动极端敏感.这类系统的开环频率特性经过距临界点(1,j0)的近旁,这种与(1,j0)点之间脆弱的相对关系遇到任何可能的摄动就会遭到破坏.文中分析指出,控制系统的脆弱性可以用Bode积分来进行定量分析.对于一个非最小相位的不稳定对象的控制来说,控制器的不稳定极点与对象的不稳定极点加到一起会大大增加系统灵敏度函数的峰值.故这类系统的设计必然是脆弱的.对于不稳定的多变量对象的控制来说,如果其中一个等价的输出反馈回路中有一个较大的不稳定极点,那么其灵敏度函数也会出现大的峰值,会导致脆弱性,而利用Bode积分则可以避免设计的脆弱性.

摘要：针对具有非线性关联大系统特性的自适应翼肋,提出了一种分布式协调控制方法;以自适应翼肋的模糊关联模型为基础,定义了自适应翼肋的每个驱动单元的虚拟结构,设计了虚拟结构的协调控制器,协调控制器之间交换耦合信息并且包含了驱动单元跟踪情况反馈;基于仿射型模糊控制理论,设计了驱动单元的跟踪控制器;将虚拟结构和驱动单元的动力学模型联合构成增广系统,严格证明了系统的稳定性并推导获得控制器设计条件;对自适应翼肋跟踪期望翼型的情况和变形过渡过程的翼肋形状进行了仿真,结果表明自适应翼肋能够达到期望翼型,并且变形过渡过程翼肋形状平滑。

摘要：无源性控制(PBC)是非线性控制的一个新的方向。不过对无源性控制一般都是定性的讨论。本文给出了一种与无源性控制结合的定量化方法。为求解无源性控制中的偏微分方程,需要先将非线性系统的数学模型转化成Ham ilton模型。文中以一个磁悬浮系统的无源性控制为例,说明了这个Ham ilton系统偏微分方程的求解方法,并给出了无源性控制律。本文的方法为非线性控制提供了一个实用的设计工具。

摘要：试验设计是改进产品质量的有效技术,通常假定试验输出服从正态分布且相互独立,通过拟合质量特性(试验输出)与影响因素(参数)的关系,优化产品或工艺参数,实现质量提升。然而,寿命数据通常是偏态的、截尾的,每个试验单元包含多个样本,因此基于分位值的研究更具实际意义和价值。多样本的试验单元给试验设计带来了组内差异,即参数估计中的随机效应。首先,基于此建立了随机效应可靠性模型,给出了基于随机效应的极大似然估计方法。然后,采用Gauss-hermite积分求得了具有解析形式的似然函数。最后,以恒温器寿命试验为例,分析了影响寿命的显著因子,得到了具有稳健且高可靠性分位值的试验因子组合,可以有效降低恒温器早期失效,提升产品的可靠性。

摘要：用地基激光器发射近地轨道卫星是激光推进应用体系概念研究的热点。对发射方案的分析可知比冲、冲量耦合系数、飞行器水平飞行距离、光束天顶角等参数对激光推进发射方案具有重要影响。基于地球平面假设,针对Myrabo发明的吸气式光船,在比冲恒定、激光功率为20 MW的条件下,用序列二次规划法计算了光船初始质量为100 kg,先后采用吸气和火箭模式从地面发射到200 km圆轨道的最优弹道。作为比较,还计算了光船从地面起飞全火箭模式的最优弹道。计算结果表明,光船采用吸气和火箭双模式的发射方案时能获得较大的有效载荷比,光船入轨质量可以达到35.5 kg。

摘要：设计型学习作为培养人才的有效方式而广泛实践,但长久以来教育者对它的关注大多集中在解决一个具体的设计问题或完成一个主题设计,而关于它具体要培养学生哪些能力,往往被大家所忽略。本文在梳理研究性学习的发展历程与经验方法的基础上,厘清设计型学习的教学流程与环节,从教师活动、学生活动和能力培养三个层面出发,构建了一个由“探究分析”“设计迭代”两个循环组成的设计型学习的能力培养模式,明确了设计教育的培养目标以及各环节的能力架构。同时,参考具体教学案例进行深入分析,对后续开展教学提供了参考。

摘要：面对深渊等极端海洋环境下的科考需求,自主遥控水下机器人(autonomous and remotely-operated vehicle,简称ARV)凭借其探测范围大和能局部采样作业的综合能力和特点,在深海领域发挥着越来越重要的作用。文章以中国首台具备探测与作业能力的全海深自主遥控水下机器人——“海斗一号”为研究对象。“海斗一号”在探测作业时,通过光纤微缆与母船保持实时通信,其特有的光纤压坠器装置对光纤链路的稳定性起到至关重要的作用。基于此,设计了一套“海斗一号”专用的布放回收装置,并探索形成了一套有效的布放回收方法,实现了“海斗一号”与光纤压坠器的安全布放与回收;针对布放回收过程中“海斗一号”的起吊架需应对不同起吊工况的需求,基于“海斗一号”轻量化的设计要求,提出采用多工况拓扑优化设计方法开展起吊架构型设计,对最终设计构型在2种工况下分别进行了有限元数值仿真,进一步完成了压载试验和海试应用验证。结果表明,文中所述“海斗一号”收放装置设计及优化方法切实有效,满足“海斗一号”开展深渊科考时的需求,为ARV布放回收及其装置优化设计提供了工程经验和理论指导。

摘要：在按不同的工作阶段对堵渣机进行自适应功能结构分析的基础上,利用ADAMS软件对机构进行了仿真分析,找出了现有堵渣机存在的问题;并对堵渣机进行了优化及无过约束的自调结构设计.仿真结果表明:堵渣机的各项性能得到提高,工作更加稳定可靠;堵渣机的自调和自适应性能得到进一步改善,消除了堵渣机对外界工作环境的敏感性;机构自调结构具有工程实用价值和巨大的应用前景.

摘要：研究了变形翼的微系统阵列的协调跟踪控制问题。为了增强微系统阵列的协调运动能力,设计了虚拟模型跟踪控制方法。针对在外部干扰作用下的微系统阵列,研究了分布式鲁棒跟踪控制律设计方法,得到线性矩阵不等式形式的控制律参数求解条件,解算方便。理论分析与仿真结果表明:所设计的控制律能够在有外部干扰的情况下,使系统渐近跟踪期望的形状,并具有协调控制能力,使变形翼在跟踪控制的过程中保持形状平滑。