摘要：As a key component of electro-optical systems, a Two-axis Scan mirror AssemblY(TSAY) is usually used for line-of-Sight(LOS) precision pointing, tracking, scanning, and stabilizing. Therefore, it is necessary for a TSAY to have a large angular range, high dynamic characteristics, and small mirror surface distortion. Furthermore, vibration from carriers of electro-optical systems, such as spacecraft and airplanes, is inevitable, so it is critical to guarantee the control accuracy of a TSAY under vibration. In this paper, a TSAY prototype is designed and developed. To increase the control bandwidth, structural topology optimization is applied to the TSAY’s elliptical mirror to reduce the moment of inertia, meanwhile keeping surface flatness. A flexible hinge is adopted to achieve a large angular range. To suppress the angular perturbation caused by the base linear vibration, an adaptive feedforward loop with base-integrated Micro-Electro-Mechanical System(MEMS) accelerators is constructed to enhance the TSAY’s feedback loop. Simulation and experimental results show that the TSAY prototype’s two-axis mechanical angular ranges are more than ±3.2°, the mirror surface flatness Root Mean Square(RMS) value is better than 0.04 k, and the closed-loop bandwidth is beyond 330 Hz. These are suitable for most applications. Besides, the angular perturbation caused by the base vibration can be suppressed more than 37.7% with the addition of the adaptive feedforward loop.

摘要：In this paper, a soft active isolator（SAI） derived from a voice coil motor is studied to determine its abilities as a micro-vibration isolation device for sensitive satellite payloads. Firstly,the two most important parts of the SAI, the mechanical unit and the low-noise driver, are designed and manufactured. Then, a rigid-flexible coupling dynamic model of the SAI is built, and a dynamic analysis is conducted. Furthermore, a controller with a sky-hook damper is designed. Finally,results from the performance tests of the mechanical/electronic parts and the isolation experiments are presented. The SAI attenuations are found to be more than 20 d B above 5 Hz, and the control effect is stable.

摘要：增升装置噪声是大型客机起降阶段总体噪声水平的重要组成部分。本文综述分析了增升装置噪声机理与噪声控制方法,指出了当前增升装置噪声研究中存在的几个关键难题。开展了高可靠性大涡模拟数值计算,利用相平均、本征正交分解、动态模态分解和相关性分析等方法,对缝翼噪声、襟翼尾缘噪声和襟翼侧缘噪声机理进行了深入研究,增强了对增升装置噪声机理的认识,研究结果有助于指导高效噪声控制方法设计。

摘要：为了实现星载光学设备的精密跟瞄,以自行研制的宏/微双重驱动复合作动器为主动元件,设计了合理的平台构型,选择并装配了铰链等关键部件,组装完成了具有振动主动控制和大幅跟瞄能力的Hexa-pod平台原理样机。利用牛顿-欧拉法建立了Hexapod平台线性动力学模型。采用改进的自适应振动消减器(ADC)方法进行了平台主动隔振的控制仿真与实验研究。由仿真结果可知,当Hexapod平台底部受到方向不同的双频正弦微振动干扰时,控制可以隔离干扰向平台上平面的传播;在实验中,平台上平面处于水平位置及转动一定角度时,底部微扰动引起的各杆振幅均下降了90%左右。结果表明了所研制的Hexa-pod平台用于主动隔振的可行性、建模的有效性以及改进的ADC方法的合理性。

摘要：对湍流摩擦阻力的精准预测是学术界和工业界普遍关心的重要问题,而数据驱动式的湍流模型修正方法对此显示出较大的潜力和前景。提出了一种基于物理知识约束的数据驱动式湍流模型修正方法,根据湍流摩擦阻力分解获得先验物理知识,在S-A湍流模型的生成项中引入非均匀分布的修正因子,以修正因子为设计变量,设定包含物理知识约束的目标函数,利用离散伴随方法求解目标函数与设计变量之间的梯度关系,通过高效率的迭代求解获得修正因子的分布。以槽道湍流为例,验证了包含物理知识约束的数据驱动式建模方法的优势,并分析了物理知识约束对湍流摩擦阻力预测精度的影响,结果表明引入物理知识约束可进一步提高湍流摩擦阻力的预测精度。

摘要：认识缝翼低频噪声的产生机理十分重要,可指导先进的主被动噪声控制方法。本文开展了缝翼噪声的大涡模拟(LES),利用动态模态分解(DMD)方法研究了缝翼低频噪声的产生机理。研究结果表明缝翼低频噪声具有显著的偶极子特性,其利用DMD分析揭示了缝翼噪声的产生机理,缝翼低频噪声源于剪切层中的大尺度涡结构与缝翼下壁面的周期性撞击效应,大尺度涡结构与低频噪声之间存在的流-声耦合的闭环反馈机制,根据反馈机制提出并验证了一种预测低频噪声的理论预测模型。

摘要：针对闭环路径不一致、闭环视角变化较大的VSLAM(视觉同时定位与地图创建)闭环检测问题,提出了一种基于场景显著区域的改进闭环检测算法.首先设计了基于场景显著区域的闭环检测架构,并构建了相应的闭环全概率模型.其次,提出了融合特征跟踪率与RGB直方图匹配的关键帧选取方法,降低了闭环检测过程的信息冗余.然后,采用基于逆向索引的预匹配场景选取方法,极大地提高了闭环检测的实时性.最后,根据本文的场景显著区域的几何特点给出了显著区域之间的观测几何匹配概率,提高了闭环检测算法对歧义场景的分辨能力.与FAB-MAP 2.0的对比实验表明,在保证较高的闭环准确率的条件下,本文算法能够有效提高对不重合路径闭环以及大视角变化的闭环的召回率,并具有良好的实时性.

摘要：三相电压源变换器(voltage source converter,VSC)工作过程可视为在不同开关状态(即不同子系统)下的切换,是一种典型的切换系统。基于切换系统理论,提出一种三相电网平衡条件下基于功率切换模型的三相VSC切换控制策略。相较于传统基于线性化模型的三相VSC控制方法,所提方法具有模型精确无近似,控制参数少,控制器实现简单,无需复杂的坐标旋转变换和脉冲宽度调制过程,对于电路参数不确定具有强鲁棒性等优点。相较于传统基于电流切换模型的三相VSC切换控制策略,所提方法具有模型更便于系统分析与切换规则设计且提升了系统延迟条件下系统稳定性等优点。仿真及实验比较结果证明了所提方法的有效性及优越性。

摘要：天基精密跟瞄Stewart平台对星载精密光学设备的高品质应用有着重要意义。本文在对国内外天基精密跟瞄Stewart平台分类的基础上,对其应用背景、性能特点及发展状况进行了研究。此外还归纳并总结了包括作动器技术、传感器技术、构型设计技术、控制技术及在轨降级使用技术在内的天基精密跟瞄Stewart平台一系列关键技术。最后,针对未来高性能星载光学传感器技术发展与应用的需求,探讨了我国在天基精密跟瞄Stewart平台领域可进一步开展的研究内容。

摘要：结合新疆某拟建平原水库工程,在考虑运行期涵洞基础不均匀沉降影响因素下,对软土地基上的坝下涵洞进行了纵向底坡设计。避免了运行期不均匀沉降导致涵洞水力学条件发生恶化,进而影响涵洞的正常使用。由于涵洞坐落在深厚软黏土地基上,涵洞基础沉降量很大,为了减少涵洞基础运行期的沉降量,先对地基进行了砂井预压处理。通过将处理后特征点沉降量差值与涵洞永久设计底坡所需的高差进行叠加,进而得出施工期涵洞各段纵向底坡,该设计思路可为今后类似工程提供借鉴。