摘要：针对共轴双旋翼无人机强耦合的非线性系统控制稳定性不足,以及传感器读取数据不精准及噪声对稳定控制的影响问题,设计了适用于共轴双旋翼无人机的抗干扰控制算法及对传感器数据进行处理的LM算法。采用ADRC抗干扰控制算法作为内环和外环控制器,控制共轴双旋翼无人机位置、速度和姿态;利用改进的LM算法,对离散的加速度计与磁力计测量值进行标定,配合无人机更好的修正速度信息与位置信息。仿真实验和飞行试验表明:相比于线性控制器,抗干扰控制算法具有较快的稳定时间和较小的超调量,提高了系统的鲁棒性,所设计的姿态控制系统应用于共轴双旋翼无人机具有理想的控制效果。

摘要：利用虚拟现实技术对军队进行训练,可以说是当代虚拟现实技术应用领域的重大突破和关键技术之一,将这些技术装备融入部队的基本训练中,以一种低成本的方式让部队官兵快速适应新兴技术装备。针对传统实车训练开销大、训练步骤复杂的特点,提出了将这一新兴技术结合现代军队装备建设成果,在系统中还原或添加部队最新服役的技术装备,重新设计一款结合虚拟现实技术训练设备的设想。首先分析了国内外现有的装甲车辆模拟训练系统的性能特点,然后根据实际应用提出了制作相关系统时需要解决的关键问题,并同时给出了该系统在民用方面的部分用途。

摘要：针对低过载条件下传统引信无法实现由起爆状态恢复至安全状态的问题,提出一种低过载引信用小型可恢复安解装置。该装置利用电磁线圈、衔铁和复位簧作为第一道保险,利用惯性筒、惯性筒簧、锥齿轮组作为第二道保险,通过电路的时序供电,实现弹药在攻击出现异常的情况下引信由待发状态恢复至安全状态。设计了电磁保险机构以及执行机构的动力学模型,通过Maxwell和ADAMS软件分析了相应模型的工作性能。仿真结果表明:电磁保险机构在28 V直流电压下输出4 mm的位移,响应时间为3 ms;执行机构可以在20 g环境力的作用下实现解除保险与恢复保险功能,满足低过载条件下引信的使用要求。

摘要：为更加深入研究混凝土在高压脉冲放电作用下的破环特性,综合考虑施加电压、脉冲数和放电电极间距三个因素,基于正交设计方法开展一系列高压脉冲放电破碎混凝土裂缝深度损失检测试验,通过方差分析方法得出不同因素对混凝土裂缝深度损失的影响程度。结果表明:三个因素对混凝土裂缝深度损失影响由大到小依次为施加电压、脉冲数和放电电极间距;通过分别改变施加电压和脉冲数,混凝土裂缝深度损失分别增加了121.5%和74.8%;当施加电压为324 kV、脉冲数为5次时,高压脉冲放电破碎混凝土裂缝深度损失最大。该研究结果可为高压脉冲破碎技术的工程应用提供数据支撑。

摘要：针对野外环境下无人机空对地火灾预警任务中火点目标成像尺度小、特征信息不明显,以及全尺寸火点探测神经网络计算开销较大、难以适配机载计算核心算力的问题,设计了一种轻量化野外火点识别卷积神经网络。通过融合CSP-DarkNet 53与GhostNet,在确保特征提取精度与效率的前提下减少了网络内部冗余结构;通过引入注意力机制,强化网络对小尺度火点语义特征的感知能力;基于最小距离交并比构建损失函数,对网络训练进行监督,增强算法对火点的识别精度。实验结果表明:改进后的算法平均火点识别精度提高了3.3%、准确率提高了6.77%、召回率提高了6.71%,计算参数量下降了31.3%。算法能够在无人机端载核心上部署并可完成火点精确、高效识别。

摘要：针对现有仿蝴蝶扑翼飞行器自身重量大、飞行效率较低的问题,设计了一种通过舵机驱动的仿生蝴蝶飞行器。通过精简结构、增大迎面面积等措施,以获得更大的升阻比和平均气动升力,并采用有限元仿真分析对此加以验证。研究结果表明:该飞行器以20°仰角飞行时的平均气动升力最大,能够克服自身重力实现扑翼飞行,基本满足在低空、小扰动环境中的飞行需求。

摘要：通过长直坑道内炸药爆炸后冲击波的超压峰值变化研究坑道内爆炸冲击波的相似规律。使用AUTODYN软件建立长直坑道仿真模型,采用映射方法将3.25 kg当量的球形TNT炸药在空气中的爆炸状态映射到长直坑道中,采用经典试验结果对模型进行验证。根据几何相似原理,通过改变坑道尺寸、坑道截面形状、炸点位置和炸药当量建立多组不同的模型,模拟计算得到坑道内爆炸冲击波的超压峰值,分析超压峰值的相似规律。结果表明,保持坑道截面积不变、改变截面形状及保持爆心距与炸药当量的比值不变、改变炸药当量,各模型计算得到的冲击波超压峰值具有相似规律。采用本文方法可对其他满足几何相似原理的坑道内爆炸冲击波参数进行预测,为地下空间设施的安全设计提供参考。

摘要：为了提高射流在侵彻全过程的破甲效率,设计了一种顶部小锥角、口部大锥角的双锥形药型罩;基于PER理论,利用Gurney公式和Chanteret公式联合求解药型罩压垮速度,建立了封闭的射流成型理论模型;利用理论模型和数值模拟计算并分析了40°和80°锥角单锥罩与上、下锥角分别为40°、80°双锥罩射流的成型形状和成型参数,通过数值模拟研究了双锥罩结构参数(双锥罩上锥角、上锥高占罩高的比例、罩高和壁厚)对射流头部速度和拐点速度的影响,并通过X光试验获得了双锥罩射流的成型效果。结果表明,在头部颗粒堆积点之后,单锥罩与双锥罩射流分别呈线性与双线性分布,双锥罩射流兼顾了上锥高头部速度、下锥射流直径较大的优点;当上锥角从18°增大到34°时,头部速度降低了10.4%,而拐点速度降低了25%;当双锥罩上锥高占罩高比例从30%增大到70%,头部速度增加了11.8%,拐点速度降低了19.9%;当罩高从125 mm增大到155 mm,头部速度增加了4.2%,拐点速度降低了11.4%;当壁厚从1.8 mm增大到3.4 mm,头部速度降低了8.4%,而拐点速度降低了18.4%。通过理论分析、数值模拟和X光试验结果的对比,得到三者的射流成型吻合较好。

摘要：针对传统惯性开关阈值散布大、万向性差等缺点,设计了一种环形无源万向微机电惯性开关。环形的可动质量框作为可动电极,由内部的四根折叠悬臂梁支撑,和外部的环状固定电极有一定间隙,构成xy平面内的万向开关。对设计开关进行有限元动态接触仿真,结果表明开关在1000g加速度作用下的响应时间和接触时间分别约为0.142 ms和5 s,表现出较高的触发灵敏度和良好的接触效果。研究悬臂梁线宽与开关阈值加速度的关系,结果表示悬臂梁线宽的微小变化会引起阈值加速度的较大变化。利用冲击台试验对封装后的开关进行阈值试验,试验结果表明实际阈值分布在900g^1300g范围内,80%的开关阈值比设计值大。用微电镜对悬臂梁线宽进行静态测量,悬臂梁线宽加工误差大多分布于0^+2 m,加工误差直接导致开关的阈值加速度增加,设计阶段应充分考虑加工误差对阈值加速度的影响。

摘要：提出一种新型可变焦非球面人工复眼结构,该结构将曲面复眼划分为三个扇形区域,不同区域内的微透镜焦距不同,使得人工复眼能够在一定范围内实现焦距调节.通过计算及仿真分析,对各级微透镜结构进行非球面优化,优化后各级微透镜的球差值为优化前的1/1000,提高了曲面复眼的边缘成像质量.采用模压成型工艺制备得到子眼个数为61,基底直径为8.66mm的变焦距非球面人工复眼样品,并标定各子眼的相互位置,建立多个子眼同时识别目标的定位数学模型.搭建了人工复眼成像性能测试及目标定位测试平台进行实验验证,实验表明人工复眼相机能够捕获清晰的圆形和十字型光斑图像,各扇形区域内采集的图像尺寸不同,能够实现一定范围内变焦成像.通过多个微透镜捕捉目标,利用入射角度与像点重心之间的关系解出目标点坐标,实验结果的定位误差值在10%以内.