2021 Vol. (3): 01-07| [摘要](74) | [PDF](44)- 利用视加速度补偿和推力逐级释放的垂直着陆制导方法
- 周 鼎，陈韦贤，邱 伟
- 针对运载火箭子级垂直返回着陆段的制导问题，本文在应用凸优化的滚动时域在线规划基础上研究了制导鲁棒性的改善策略。为应对着陆后期控制能力不足的情况，在滚动规划过程中引入了推力上界逐级释放的策略。同时，考虑缓解干扰和误差累积的影响，在制导周期内引入视加速度信息对在线规划的推力指令进行补偿，以进一步改善滚动规划的递归可行性。最后，通过数值算例仿真及对比分析验证所提出的补偿策略的有效性。
- 2021 Vol. (3): 08-14
| [摘要](52) | [PDF](29)- 基于数据驱动的移动目标卫星任务规划
- 温 新，顾 玥
- 卫星任务规划是卫星地球观测的重要前提。传统的卫星任务规划主要针对固定地面目标，不能满足日益复杂的任务需求。针对移动目标的卫星观测任务，提出了一种基于数据驱动的移动目标卫星任务规划方法。该方法在大量的移动目标数据的基础上，通过改进的长短期记忆神经网络算法预测了目标的未来轨迹和位置信息，并通过约束满足型遗传算法规划了基于预测算法结果的移动目标卫星观测任务。鉴于移动目标观测中约束和任务冲突的复杂性，约束满足型遗传算法以条件形式将约束嵌入到遗传算法中，并在算法中特别设计了冲突消除算子以解决任务冲突问题。仿真结果证明了该方法在解决移动目标卫星任务规划问题上具有优良的效率，并获得了很高的观测精度。
- 2021 Vol. (3): 15-22
| [摘要](48) | [PDF](33)- 基于改进蚁群算法的月面机器人的路径规划及虚拟仿真
- 刘畅，王逸璇，王婧馨，张富照，张雪芹，曹涛
- 针对月面机器人在复杂地形下的路径规划问题，提出了一种改进的蚁群算法。算法构建了栅格化地形图，基于人工势场法改进了蚁群算法的启发函数，加快了算法收敛速度；引入空间信息素划分方法，提高了蚁群在最短路径附近区域的搜索能力；实验证明，改进后的蚁群算法，路径规划成功率显著提高，收敛速度加快。在算法规划出月面机器人的最短路径后，采用虚拟仿真技术，基于unity3D构建虚拟月面环境和月球车，直观地展示了月面机器人在月面环境下的路径规划效果。
- 2021 Vol. (3): 23-33
| [摘要](57) | [PDF](38)- 适应于极区的惯导系统传递对准技术研究
- 高贤志，原 润，蔡善军，郭瑞杰，马小艳
- 针对飞机、舰艇全球航行的需求，以及由地球经线在极区收敛而导致的以真北向作为航向参考时的导航算法失效问题，在传统的“速度+姿态”匹配对准及修正算法的基础上，提出了格网导航系下的“速度+姿态”传递对准方法。基于格网导航系下惯性导航算法的编排，建立了格网坐标系的惯导误差模型，推导了格网导航系“速度+姿态”匹配的量测方程，利用卡尔曼滤波器对子惯导的速度、失准角、陀螺漂移、加速度计零偏、主子惯导间的安装误差角等进行了估计与修正。数学仿真及基于极区航行试验数据的半实物仿真结果表明，采用本文提出的格网导航系下的“速度+姿态”匹配传递对准算法，可实现中低精度惯导系统在高纬度地区时间为30s、水平对准精度优于1角分、方位对准精度优于6角分的快速、高精度对准。
- 2021 Vol. (3): 34-39
| [摘要](45) | [PDF](26)- 新型固体工质脉冲等离子体推力器试验研究
- 涂 演，刘向阳，尹诗明，张鲲鹏，陈 川，张 晗
- 脉冲等离子体推力器（Pulsed Plasma Thruster，PPT）因其推力小、质量轻、功率低等特点，被认为是微小卫星执行某些推进任务的电推进装置之一，但因效率低下，一直为人所诟病。针对这一现状，将聚四氟乙烯（PTFE）掺入质量配比为2%、5%（6%）、10%和15%的铜和碳,制成掺铜工质（PTFE-Cu）和掺碳工质（PTFE-C）。在3种不同放电能量（1J、1.44J、2.25J）下，测量PPT使用这些工质工作时的电压、电流和脉冲烧蚀质量，并根据结果估算PPT的元冲量、比冲、效率等推进性能。此外，还基于发射光谱理论，对等离子体的种类、特性进行了诊断研究。研究结果表明，烧蚀质量随掺杂量的增加而增加；元冲量随着掺碳量的增加而增加，PTFE-Cu-10%的元冲量最大，为56.47(μN?s)；使用PTFE-C-2%和PTFE-Cu-10%时，PPT的性能最好；掺碳和铜在一定程度上促进了PPT的电离过程，进而提高了推力器效率。
- 2021 Vol. (3): 40-47
| [摘要](42) | [PDF](25)- 冗余箭载计算机余度管理
- 张卓政，杜建峰，范崇盛，陈 川，张晶晶，王亚平
- 针对三模冗余箭载计算机，研究了取消硬件表决器单点情况下的CPU模块的冗余配置方法，引入了箭机关键参数自检测信息参与通道表决；对互反馈独立时钟进行了三取二表决，以生成时钟同步信号，进而将信号作为余度飞行控制软件的毫秒中断；采用多数表决和中值表决对输入输出的数字量、开关量、模拟量进行了监控与表决。功能试验结果表明，该余度管理方法能够有效应对典型的失效模式。最后，对下一步的通道隔离以及软硬件异构优化设计技术进行了展望。
- 2021 Vol. (3): 48-57
| [摘要](46) | [PDF](34)惯性与伺服技术- 集成式伺服作动器压力损失特性及其影响因素
- 訚耀保，张小伟，陆 畅，徐 扬，肖 强
- 针对集成式伺服作动器液压回路的特点和选择切换功能，分析了能源切换原理、选择活门的压力损失规律及其对作动器活塞运动速度的影响。电磁阀通过控制选择活门阀芯的位置以实现不同能源的切换。分析了选择活门压力损失的成因分布与特征。由分析可知，流道结构突变处的局部损失占比最大，沿程损失可忽略不计，选择活门压力损失与流入流量的平方呈比例关系。同时，拟合出了活塞伸出运动和收缩运动时的压力损失经验系数。建立了作动器左右腔流量、压力和活塞动力学模型，发现某型选择活门压力损失使作动器活塞伸出速度下降了4.9%，收缩速度下降了5.2%。由于活塞受力情况一致，选择活门的压力损失不影响负载力与活塞速度的关系，速度下降比例与负载力无关；阀芯开度直接影响着流经系统流量，系统流量影响着流体与流道的撞击强度和频率，进而影响了选择活门的压力损失程度，速度下降百分比随阀芯开度增大而增大。分析结果可为高可靠性、高精度航空作动器伺服控制系统的设计提供技术支持。
- 2021 Vol. (3): 58-66
| [摘要](46) | [PDF](36)- Stacked-GRU网络在动力随动陀螺零部件选配上的应用
- 钟百鸿，王 琳，钟诗胜，徐 松，张勇飞，刘兴兴，王杜林
- 动力随动陀螺是红外导引头位标器的核心部件之一，其装配质量对于导弹制导精度而言有着决定性的作用。针对动力随动陀螺零部件一次选配成功率低的问题，提出了一种基于数据驱动的动力随动陀螺零部件选配方法。对动力随动陀螺零部件装配现状进行了分析，考虑到零部件装配参数间复杂的非线性映射关系，建立了堆叠门控循环单元（Stacked-GRU）网络数据驱动模型，对陀螺待装配零部件参数属性值进行了预测。根据预测结果指导了陀螺零部件的选配，并以陀螺典型零部件装配为例进行了验证。实验结果表明，所提方法能够实现动力随动陀螺零部件的选配，且预测精度优于传统神经网络。
- 2021 Vol. (3): 67-75
| [摘要](43) | [PDF](30)- 磁悬浮飞轮储能用永磁偏置磁轴承设计
- 吕东元，吕奇超，李延宝，周一恒，陈 曦，蒋燕飞
- 为了降低飞轮储能系统的磁轴承损耗，设计了一种永磁偏置磁轴承，分析了该永磁偏置磁轴承的工作原理并建立了数学模型，在此基础上对永磁偏置磁轴承进行了参数设计和仿真验证。通过飞轮储能系统试验，验证了该永磁偏置磁轴承设计的合理性。与纯电磁轴承相比，永磁偏置磁轴承显著降低了磁轴承功耗，为飞轮储能系统的长期稳定运行提供了基础。
- 2021 Vol. (3): 76-82
| [摘要](43) | [PDF](29)- 弹性大惯量电动舵系统颤振抑制
- 苏伟杰，陈 辉，王厚浩，罗明亮，何 洋，徐志伟
- 针对某型无人机弹性大惯量电动舵系统的颤振影响因素，分析了传动刚度、间隙、惯量、阻尼对系统的影响。首先，通过对颤振现象产生的机理分析，定位了颤振产生的原因。其次，通过仿真模拟，分析了双惯量系统的颤振影响因素。最后，通过现场试验验证，认为通过合理增加舵机阻尼与修改控制算法，可以改善连接机构弹性振动、负载大惯量等因素带来的影响。在控制算法中采用输入整形器，有效地抑制了特定方波指令下的舵面颤振。通过试验验证，改进后的舵机抑制了弹性大惯量带来的颤振问题，消除了舵面的残留颤振。
- 2021 Vol. (3): 83-90
| [摘要](46) | [PDF](33)- 弹载变转速定量泵高动态压力控制特性分析
- 张 艳，孙华旺，李兴勇，张 南，蒋苏苏
- 传统弹载电液伺服系统的液压能源采用有刷直流电机驱动恒压变量泵的方式，泵源压力在导弹飞行过程中设定值恒定，但在平飞段过程长、负载小，对能源压力需求低，造成弹上能源总利用率不高的问题，提出无刷直流电机驱动小排量液压泵的压力控制泵源的设计，在低气动负载阶段适当降低系统压力，进而降低节流损失与泄漏量，提高能量利用率。分析了变转速定量泵的流量压力特性曲线，通过建立基于变转速压力控制泵源的位置电液伺服系统数学模型与仿真模型，分析了变转速定量泵压力控制系统在典型工况下的位置跟踪、系统压力变化与能量利用效率，验证了压力控制系统能够在导弹平飞段保证位置伺服系统跟踪正常的前提下，能有效提高系统效率，证明了变转速定量泵压力控制系统的有效性与可行性。
- 2021 Vol. (3): 91-98
| [摘要](31) | [PDF](24)
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