摘要：提出一种利用机器人完成空间桁架在轨装配的设计方案,并针对其中机器人的无碰运动规划问题,提出一种引入启发信息的运动规划方法。首先,设计了装配机器人和空间桁架系统;随后,引入基于距离场的碰撞检测算法进行空间中的障碍检测,并利用随机轨迹优化框架下的运动规划(stochastic trajectory optimization for motion planning,STOMP)算法进行机器人无碰运动规划;针对其中随机叠加轨迹方向不确定导致的规划效率低的问题提出了启发式STOMP(heuristically STOMP,hSTOMP)运动规划算法。仿真结果表明该算法能够快速得到机器人的无碰平滑关节轨迹,其中启发信息的引入大大提高了原算法的规划效率,具有一定的理论意义和应用价值。

摘要：为了提高压电泵的输出性能,根据鸭嘴结构形式设计了一种柔性鸭嘴阀压电泵。首先阐述了柔性鸭嘴阀压电泵的结构及工作原理,其次对柔性鸭嘴阀压电泵的输出流量和输出压力进行理论分析,最后制作了柔性鸭嘴阀压电泵样机,并研究了其流量变化规律以及进出口压力差的变化规律。实验结果表明,在220 V、45 Hz正弦交流电驱动下,柔性鸭嘴阀压电泵进出口最大压力差可达15.5 kPa;在220 V、55 Hz正弦交流电驱动下,柔性鸭嘴阀压电泵的最大流量为39 mL/min。结果验证了柔性鸭嘴阀压电泵具有良好的输送能力。

摘要：超声振动铣削中分离-接触特征会影响钛合金的高效高质量加工,为了更深入的认识分离-接触特征对超声振动辅助铣削的影响,建立了接触率、平均切厚比的铣削模型,并提出基于平均切厚比的超声作用判别准则;通过开展铣削实验,讨论了周期性与持续性接触超声铣削中接触率与平均切厚比的作用机理;研究了不同铣削与超声参数对刀具磨损的影响规律。结果表明:在纵向超声振动辅助铣削钛合金时,分离效应与平均切厚效应共同作用使得超声加工相较于传统加工能改善加工质量,在周期性接触铣削中,刀具-工件周期性接触的间歇切削现象引起的分离效应是铣削力与表面质量改善的主要因素,在持续性接触铣削中(接触率为1),单位周期的平均切削厚度降低现象引起的平均切厚效应使得在一定范围内刀具-工件不分离也能降低铣削力,改善表面质量;Ti-6Al-4V钛合金存在临界切入速度值,约为42m/min,合理搭配主轴转速及超声振幅可改变切入速度以防止刀具磨损,这对钛合金的高效高质量加工与工艺控制具有重要的作用。

摘要：基于机载SAR运动补偿和成像理论,设计并实现了一款基于惯性测量与相位梯度自聚焦算法的SAR成像仿真演示软件,重点模拟和分析了不同误差源对SAR成像的影响,以期帮助深入理解SAR成像过程的误差因素及其对成像结果的影响。

摘要：考虑弹性飞机在风干扰作用下乘客乘坐舒适性降低,提出一种基于奇异摄动分解的乘坐品质控制方法。针对弹性客机动力学模型,采用奇异摄动理论将模型解耦为刚性慢变子系统和弹性快变子系统。考虑刚性子系统的附加时变扰动和气动不确定影响,设计干扰观测器估计扰动项并采用神经网络处理模型不确定性,将复合估计信息作为前馈补偿并结合俯仰角速率和法向过载跟踪误差反馈给出自适应鲁棒控制策略。针对弹性子系统设计非奇异终端滑模控制,实现振动主动抑制。综合刚弹子系统控制器设计形成弹性客机乘坐品质控制律,实现附加法向过载和弹性模态的快速抑制收敛。基于李雅普诺夫稳定性分析证明了系统的一致终值有界。仿真结果表明,在离散突风和大气紊流作用下所提出的控制方法能够降低客机关键位置处的附加法向过载,有效提升弹性客机乘坐品质。

摘要：偏振噪声是谐振式光纤陀螺谐振腔中较为严重的光学噪声之一。基于琼斯矩阵的方法建立完整的光路传输模型,对谐振腔顺时针和逆时针两路光传输进行分析,得到环境温度在-40℃~80℃范围内变化时偏振噪声导致的陀螺误差。结果表明,在线起偏器消光比为30 dB时,耦合器直通端对准角度误差小于2.78°,耦合系数为0.05,双90°熔接点两侧光纤长度差容错值在0.207 m以内,使得陀螺输出误差小于0.01(°)/h。基于此,当陀螺系统工作导致内部温度分布非均匀时,谐振腔上每相邻两段光纤间温度分布差需小于3.122℃。各影响因素的参数选择可为变温环境下由于偏振噪声导致的误差分配设计提供理论指导。

摘要：提出了一种机抖激光陀螺的锥动误差参数建模与补偿方法。首先从机理上分析了锥动误差产生的原因,利用有限元分析方法给出了在不同外界角加速度输入下激光陀螺敏感轴的变形情况;建立了锥动误差的补偿模型,将锥动误差的影响用锥动误差系数表示,该系数仅和激光陀螺自身相关;设计了锥动误差系数的系统级标定方案,利用圆锥运动前后系统的姿态误差与锥动误差系数的关系完成参数标定。然后通过激光陀螺和光纤陀螺的圆锥运动实验,证明了锥动误差的存在;通过系统级的圆锥运动实验,证明了锥动误差的补偿效果。最后通过系统级的振动试验,验证了本文提出的锥动误差补偿方法能够有效地减小振动环境下系统的姿态和速度误差,对提升惯导系统在复杂力学环境下导航精度有着重要作用。

摘要：针对传统的三点法制导律在六自由度弹道仿真时的应用限制,设计了一种基于三点法弹目拦截几何的滑模制导律。在地面坐标系下利用方向余弦阵,推导出了三维空间中三点法制导律的弹目拦截几何;将目标机动视为模型扰动量,建立了三点法拦截几何的状态空间方程;基于滑模控制理论,通过选取合适的滑模面并通过极点配置确定其参数,设计了一种滑模制导律;依据Lyapunov稳定性理论,对所设计的制导律进行了稳定性证明并进行了数值仿真。仿真结果表明,在导弹整个飞行过程中,坐标原点、导弹和目标始终都在一条直线上,严格符合三点法弹目拦截几何,并且制导指令相对平滑,符合实际需求。

摘要：针对不同构形卫星星座的统一评价问题,提出了一种低轨星座覆盖性能的通用评价准则,可对不同构形和不同高度的星座对地覆盖性能进行统一评价。该准则将星座的对地仰角特性转化为具有相同覆盖能力的标准卫星数,以之同星座中实际卫星数的比值作为星座覆盖性能指数对星座实施评价。利用该评价准则,计算了Iridium、Globalstar、Celestri和NeLS四种星座构形覆盖性能的评价指数并提出了改进方法。

摘要：针对任务环境下携带不同载荷的无人机(Unmanned aerial vehicles,UAVs)组成的编队,为实现无人机间的相互支援和补充而进行编队重构控制,运用多目标多人博弈理论,将其转化为纳什谈判过程.结合分布式模型预测控制(Distributed model predictive control,DMPC)方法,设计一种基于纳什谈判的分布式预测控制(Nash bargaining solution-DMPC,NBS-DMPC)算法求解该问题,并对算法收敛性进行了证明.仿真实验表明,该算法能够有效控制编队自主重构,实现编队无人机间的威胁规避和协同保护,同时能够有效降低无人机编队自主重构控制问题的求解规模.