摘要：This paper presents a robust nonlinear controller design approach for uncertain quadrotors to implement trajectory tracking missions. The quaternion representation is applied to describe the rotational dynamics in order to avoid the singularity problem existing in the Euler angle representation. A nonlinear robust controller is proposed, which consists of an attitude controller to stabilize the rotational motions and a position controller to control translational motions. The quadrotor dynamics involves uncertainties such as parameter uncertainties, nonlinearities, and external disturbances and their effects on closed-loop control system can be guaranteed to be restrained. Simulation results on the quadrotor demonstrate the effectiveness of the designed control approach.

摘要：针对薄壁复合材料格栅加筋结构的受力特点,在改进原有力学假设的基础之上,推导了一种新的平铺等效刚度计算方法,它充分考虑了筋条和面板之间的相互作用．通过格栅单元结构布局形式的参数化表示,建立了通用的力学分析模型;该模型可用于分析各种结构布局形式和面板铺层方式下的结构总体屈曲问题,故对于航空航天结构设计非常有用．结合Rayleigh-Ritz方法,推导出了求解格栅加筋板屈曲载荷的通用线性特征方程;最后,分析了多种类型格栅结构的算例,并与现有的各种方法进行了比较,结果更为精确,因而对格栅加筋结构的优化设计具有很好的应用价值．

摘要：将两片基于ARM(Advanced RISC Machine)内核的微控制器应用于某型共轴式无人直升机飞控导航系统的CPU(Central Processing Unit)模块,连同电源及舵机信号处理模块、信号处理及接口模块形成一个高度集成的嵌入式飞控导航计算机,提供的8路异步串行通讯接口、8路数字信号口,与组合导航设备、信号调理设备、收发电台和姿态稳定系统与舵机等外围设备连接构成一套完整的无人直升机数字式飞控导航系统,另配置了16 MB FLASH(Flash Eeprom)用于任务与飞行状态数据记录,并基于ADS(ARM Developer Suite)集成开发环境编制了系统的飞控与自主导航软件.经地面检测与调试,该系统运行情况良好.

摘要：针对能量回馈电网型(能馈型)直流负载多样化的负载测试需求,提出基于交错并联Boost的模拟负载单元模块化设计方案,设计电流均值跟踪和电流峰值保护两者兼备的信号调理电路,研究基于逐个周期电流峰值限制的负载模拟双环控制策略。通过建立单个模拟负载模块电流控制的小信号模型,得到模拟负载模块输入电流的传递函数,并基于小信号模型设计PI调节器,改善模拟负载模块的性能。仿真与实验结果表明:模拟负载模块在启动后12 ms即可进入稳定工作状态,并且能在0.21μs内完成过流保护动作,恒流模式下负载模拟相对误差绝对值为3.602%。与目前市场产品相比,该方案动态响应快,精度高,更加稳定安全。

摘要：针对当前军事对抗训练手段不足、训练组织复杂、实施成本较高等问题,提出了将增强现实技术应用到实装对抗训练中的构想。基于增强现实软硬件技术,设计在坦克实装环境中搭建视景系统,包括视景硬件系统及软件系统;坦克3类操作人员,包括驾驶员、射击手及指挥长,可在坦克实装操作环境中不同位置创新性地实时观察到对应视角的虚拟对手,并可与虚拟对手进行实时交互,从而从视景角度有效支撑在坦克实装中开展实虚对抗训练。另从AR技术中虚拟对象实景遮挡、虚拟对象空间定位、虚拟对象与实景地形匹配及实装坦克中硬件环境构设等方面梳理了需深化研究的基础技术关键点,为下一步工程实践明确技术突破口。

摘要：针对喷杆式喷雾机在农作物生长中后期进行施药作业时需加装吊喷杆、分禾器等施药辅助装置,而加装后立式折叠喷杆易产生干涉,甚至无法折叠等问题,设计一种基于3WF1000型喷杆式喷雾机的宽幅水平折叠喷杆。采用解析法与遗传算法对喷杆水平展开机构及喷杆展开角速度进行优化设计,实现喷杆水平展开与折叠动作的流畅、平稳;提出一种喷杆偏心圆锥铰链调平方法,结合圆锥形铰链销角度调节以及上、下配合锥面摩擦力矩作用,喷杆调节角可达6.5°;通过力学分析确定喷杆避障与防回弹机构压簧压力范围及离合器结构参数;建立动力学传递函数数学模型,优选弹簧摆式悬架弹簧刚度为1500 N/m与阻尼板阻尼系数为3500 N·s/m。对喷杆及其关键部件进行静力学特性和运动学仿真,结果表明所设计喷杆结构参数合理,稳定性和展开流畅性均满足设计要求。场地试验表明,所设计的水平折叠式喷杆展开过程稳定无卡滞,偏心圆锥铰链调平机构可有效校正喷杆下垂,田间试验中,雾滴平均沉积度为27.1个/cm^(2)、沿喷杆方向喷雾分布变异系数为5.1%。

摘要：针对水稻宽窄行栽培模式中苗床整地的技术特点,设计一种带状少耕整地复式作业机具,解决规模化水田整地作业的少、免耕技术问题,实现水田苗床间隔精细整地、浅松及条施肥复式作业。根据现有水稻宽窄行种植行距要求,通过对其带状旋耕部件运动学分析以及特殊旋耕刀片设计,确定了带状旋耕机构的关键参数,实现300 mm整地作业带,相邻300 mm区域为免耕带;通过EDEM离散元运动学仿真,运用正交旋转组合试验的方法优化多区段旋耕刀组最佳排列方式、机具的前进速度和刀轴转速。田间试验结果表明,水田带状旋耕复式整地机碎土率、地表平整度、单条耕作带宽、耕作带宽稳定性系数分别为92.97%、18.4 mm、300.9 mm、95.3%,满足规模化水稻苗床土壤整地要求。

摘要：针对土木工程结构多分量时变模态参数识别困难问题,提出一种基于变分模态分解(Variational Modal Decomposition,VMD)、小波分析和等值线法相结合的瞬时频率识别新方法。首先,通过连续小波变换确定模态分量个数,利用VMD分解多分量信号得到各模态分量;然后,采用小波分析和等值线法识别每个模态分量的瞬时频率;最后,叠加展示各模态分量的时频曲线。为解决长时段信号小波能量衰变问题,提出一种等间距拆分时段、逐段分析的方法。采用多分量时变数值算例验证该方法的有效性和准确性。设计一个具有时变刚度拉索结构试验,对线性和正弦两种时变工况下索的振动位移响应数据进行分析,从而识别出拉索的时频变化曲线。结果表明,提出的方法可以准确有效地识别出多模态时变结构的瞬时频率,其拆时段分析手段在组合的可视化展示中有很好的时频效果,该方法具有较强的抗噪性和时频特征提取的稳定性。

摘要：针对作物生长中后期进行植保作业时茎叶背面及植株中、下部雾滴沉积较差的问题,以鲟鱼头部曲线为仿生原型,进行了植保仿生分禾与吊杆组合施药装置设计与试验。基于仿生构建提取了鲟鱼头部轮廓曲线,实现分禾叶片结构仿生,并分析了茎叶减伤机理,通过理论分析建立茎秆弯曲和回弹数学模型,确定了分禾叶片宽度、喷头距分禾叶片尾端距离等关键结构参数。运用ADAMS仿真软件模拟分禾叶片与茎秆的接触全过程,检验仿生分禾叶片相对于原型圆弧分禾叶片的降阻减伤效果。通过正交旋转组合试验探讨结构及工作参数对行进阻力及雾滴沉积度的影响规律,采用蚁群算法对数学回归模型进行多目标优化,获得Pareto最优解集,确定最佳参数组合为行进速度7.0 km/h、倾斜角16°、距地高度155 mm,在此参数组合下行进阻力38.7 N,平均雾滴沉积度31.5个/cm^2。田间性能试验表明,试验结果与优化结果误差较小;与传统施药方式相比,仿生植保分禾与吊杆组合装置能够显著改善雾滴在植株中、下部的沉积情况,其变异系数为5.3%;与现有原型圆弧分禾装置相比,仿生分禾装置可使雾滴沉积度提高13.6%、前进阻力降低20.7%,行进阻力变化趋势与仿真结果误差较小。

摘要：针对非线性动态逆控制在扰动影响下鲁棒性不足的问题,提出一种适用于工程的基于改进分段常数自适应动态逆控制方法,用于增强控制系统对干扰的鲁棒性以及提高控制响应的准确性。在扰动影响下对模型做出合理的分析;提出了适用于飞行控制系统的改进的分段常数自适应动态逆控制方法;证明了设计的控制器在扰动影响下的稳定性和动态特性,以及改进后的分段常数自适应的误差收敛范围;对飞机模型进行描述给出了符合实际战斗机控制需求的自适应动态逆角速度控制策略,并且基于改进后的方法设计控制律并在执行机构故障和重心突变扰动下进行仿真,对比验证了基于改进的分段常数自适应动态逆方法设计的控制器的鲁棒性和动态性能。结果表明基于改进的分段常数自适应动态逆控制具有鲁棒性强、控制精度高的特点。