摘要：对全金属固态振动陀螺(ASVG)的机电耦合特性展开了研究。提出一种利用多物理场有限元仿真模拟ASVG静电激励的检测方法,依据静电驱动与检测原理分析了不同的驱动方式对静电驱动力的影响,优化了电极结构参数,并得到了检测电容的静态误差。结果表明:ASVG的振幅与施加的交流电压与直流偏压呈正比关系,并在1倍谐振频率的驱动电压下,其振幅最大为4.5μm,并被激发至四波腹状态,优化后的电极角度为40°,静电电极与振子间距保持在5μm时,其最大振幅为2.3μm,基本满足设计要求。最后,通过实验得到ASVG的幅频特性与机电特性,验证了分析结果的正确性和可用性。

摘要：针对地铁穿地通信系统中,大地层对电磁波反射、折射带来的多径衰减问题,设计一种基于直接序列扩频的抗多径干扰通信系统。通过采用高随机性的Logistic扩频码,极大地提高了地铁穿地通信系统的抗多径干扰性能。仿真结果表明,针对不同的近地传输介质,系统误码率接近于0.1%,且随穿地深度增加,误码率趋于0,为以后近地穿地通信提供了一定的理论基础。

摘要：在基于动态窗口法(DWA)的车辆非完整约束条件下的路径规划过程中,针对路径选择时以往不考虑车辆横向稳定性的问题,提出一种包含侧向加速度因子的横向稳定性评价的动态窗口路径规划算法。首先建立车辆运动模型;然后根据车辆转弯过程中不发生侧滑/侧翻的条件(侧倾力矩不大于回正力矩)建立约束方程,选择侧向加速度作为横向稳定性评价指标,通过计算得到安全转向的最大侧向加速度;最后将侧向加速度作为横向稳定性评价因子添加到路径选择的评价函数中,侧向加速度越小,该项评分越高,最大安全侧向加速度时,该项得分为0。仿真实验结果表明,防侧滑/侧翻的车辆路径规划方法能够实现对车辆横向稳定性的控制,对车辆转弯安全行驶研究具有指导价值,在无人车避障、汽车辅助驾驶等方面具有重要的应用价值。

摘要：为提高无人车辆轨迹控制的精度,提出了一种基于预瞄误差建模和优化模糊分数阶比例-积分-微分(proportion-integration-differentiation,PID)控制的车辆路径跟踪方法。根据车辆动力学特性,引入预瞄横向误差模型,以预瞄横向误差为输入,车辆前轮转角为输出,调整转角角度减小偏差实现轨迹跟踪,设计模糊分数阶PID跟踪控制器。该控制器在PID的基础上结合分数阶理论,同时利用粒子群算法优化的模糊控制器对参数进行在线调整。在CarSim/Simulink联合仿真平台进行仿真研究。研究结果表明,所设计的控制器可行有效,为轨迹控制的研究提供了参考。

摘要：设计了一种具有小体积、抗高过载、高Q值等特点的新型金属陀螺,即全金属固态振动陀螺(ASVG)。利用仿真软件建立振子三维度的动态模型,通过有限元分析软件进行模态分析,得到振子的固有频率及不同频率对应的振动形状;并通过谐响应分析,得到振子在特定频率下的结构响应;对振子进行过载特性仿真分析,得出振子在不同过载下的最大应力值及最大位移值。最终得出一种直径为10 mm,固有频率为10566 Hz,模态隔离度大于1000 Hz,并且能够承受不小于16×10^(4)gn的过载冲击的新型金属振子。

摘要：围绕适用于小型无人机、单兵等平台的微小型弹药制导化需求,提出了基于捷联导引头和捷联惯导的全捷联制导控制方案。针对全捷联体制无法直接提供有效制导信息的问题,导出了惯性视线速率的理论方程及滚转稳定条件下的实用形式,设计了非线性微分器以实现稳定的视线信息数值微分。给出了作为内回路的PI校正两回路过载驾驶仪。分别进行了机载平台和单兵发射的仿真。结果表明:全捷联技术可以有效解决小射程条件下制导弹药的小型化、精确化,多约束条件下的制导控制系统设计是应用的关键。

摘要：钟形振子作为钟形振子式角速率陀螺的核心敏感元件,其机电耦合特性将直接影响钟形振子式角速率陀螺的整体性能。针对钟形振子式角速率陀螺在设计制作过程中未涉及的机电耦合特性展开分析,提出利用弹性力学中的能量原理和拉格朗日方法建立钟形振子机电耦合模型的方法,解决了钟形振子驱动与检测间的多场建模问题,实现了钟形振子的机电耦合关系的线性表征。首先通过分析压电驱动与检测原理,通过坐标变换给出压电电极在钟形振子作用的压电势能表述;利用弹性力学中的能量原理和拉格朗日方法建立钟形振子的机电耦合模型,分析压电电极与钟形振子特性间的关系,确定钟形振子的压电电极参数。最后通过试验手段,验证分析结果的正确性和可用性。

摘要：制导弹药用姿态测量装置机械结构能够抵抗高过载、高冲击是保证弹药的姿态控制和精准制导的前提条件。针对现有制导弹药用姿态测量装置结构的存在的技术难点特别是过载能力差、体积大、结构复杂等不能满足制导弹药姿态测量装置实际需求,提出了一种结构简单、机械强度高、抗过载能力强的高过载姿态测量装置(HOAMD)的机械结构,具体包括电池单元、信号处理电路、三个钟形振子、底座和外壳。HOAMD机械结构设计通过计算机辅助工程仿真方法优化相应参数和结构,合理利用空间,采用高温高阻抗混合胶灌封及分层灌封工艺,显著提高了结构的抗过载性能。通过有限元仿真验证了所提出的HOAMD机械结构抗过载能力达万g以上,功能性试验证明了该机械结构可满足复杂高过载环境下载体姿态的测量。

摘要：为解决高速转向过程中,微型货车容易侧翻的问题,提出一种前馈反馈-史密斯预估-模型预测控制结合差动制动的防侧翻控制方法。首先建立三自由度车辆模型,得到纵向速度、横摆角速度、簧载滚转角的实际值,并与Carsim得到的理论值相减得到状态偏差,接着以车辆的归一化的零力矩点横向偏移为预警指标,设计模型预测控制(model predictive control,MPC)控制器计算附加横摆力矩,通过差动制动方法分配制动力矩,最终实现车辆防侧翻。通过Carsim和MATLAB/Simulink联合仿真,进行车辆转弯运动实验。实验结果表明,该控制方法可以有效提升微型货车在高速转向过程的稳定性,提高微型货车的安全性。

摘要：针对结构化道路下车辆高速、紧急、突发障碍物等工况下所带来的无人车路径规划中的失稳问题,提出了一种模糊控制与滑模变结构控制协调控制的策略。首先,采用了基于五次多项式的路径规划方法。采用一种基于MPC模型预测控制的车辆轨迹跟踪控制策略,通过控制前轮转角主动转向来控制车辆换道。提出了一种滑模控制器与模糊控制器协调控制的控制策略,通过相平面法确定稳定边界方程,然后将边界方程介入控制器,并通过差动制动将横摆力矩合理分配到各车轮。通过Matlab与Carsim联合仿真,设计了不同的仿真工况。结果表明,车辆在高速、紧急的行驶工况下,这里所设计的协调控制方法,能够有效的提高车辆的轨迹跟踪性能与车辆路径规划中的稳定性和安全性。