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工程科学学报 2021年第1期43卷 150-160页

作者：刘志杰宋丛丛梁金源李擎贺威北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学人工智能研究院北京100083 北京科技大学顺德研究生院佛山528300

空中加油软管系统作为空中加油过程最重要的组成部分,其建模和控制研究是一个重要研究方向,已经取得了很大进展.首先在概述了空中加油的主要类型的基础上,分析了软管式空中加油的特点;然后分别介绍了基于常微分方程和基于偏微分方程的... 详细信息

空中加油软管系统作为空中加油过程最重要的组成部分,其建模和控制研究是一个重要研究方向,已经取得了很大进展.首先在概述了空中加油的主要类型的基础上,分析了软管式空中加油的特点;然后分别介绍了基于常微分方程和基于偏微分方程的两种软管系统的建模方法;进一步针对空中加油机加油全过程分析了加油软管系统的对接控制、软管的振动抑制和可控锥套的研究;最后从加油软管系统的建模和控制方面展望了软管式空中加油未来的发展趋势.

关键词：自主空中加油软管式加油偏微分方程对接控制振动抑制

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空中加油管后端受力优化及抗扰动对接

空中加油管后端受力优化及抗扰动对接

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作者：张宽西安电子科技大学

学位级别：硕士

一直以来,空中作战能力是军事强国的军事力量体现,作战机的性能成为衡量空中作战能力的关键所在。在这种情况下,工程师们尝试通过空中加油技术来延长作战机的飞行时间和飞行距离,因此空中加油技术受到了世界上军事强国的研究者们的重视... 详细信息

一直以来,空中作战能力是军事强国的军事力量体现,作战机的性能成为衡量空中作战能力的关键所在。在这种情况下,工程师们尝试通过空中加油技术来延长作战机的飞行时间和飞行距离,因此空中加油技术受到了世界上军事强国的研究者们的重视,他们设计出了各种空中加油系统来提高加油的效率。软管式空中加油以其成本低,方式简单的特点在空中加油研究领域中占有一席之地。在软管式空中加油系统的研究中,对接过程又是极为重要的一环,其中对接控制力和对接安全性是评价其性能优劣的两大重要指标。本文以此为出发点,主要对软式空中加油软管-锥套的特性及加油机与受油机对接控制进入了深入研究。在软管-锥套的特性方面重点分析了软管-锥套在对接过程中的受力情况和锥套的气动特性,首先采用悬链线法和量纲分析法相结合的方法建立了加油机空速与锥套的气动阻力之间的数学模型,然后通过分析锥套的气动特性确定了适合高速和低速加油的最优稳定伞型;在对接控制方面主要通过锥套轨迹确定和受油机跟踪控制两方面内容来完成。首先在充分学习了国内外关于软管-锥套运动特性研究的基础上,结合试飞数据,详细地分析了软管锥套在对接阶段的受力情况以及影响因素。采用悬链线法和量纲分析相结合的方法,提出一种新的阻力预估公式,并将其计算结果与试验数据进行对比,以此验证该方法的可靠性。其次研究了伞撑角和伞撑数量对锥套稳定伞阻力系数的影响,确定了高速和低速加油的最优稳定伞外形。先利用SOLIDWORKS建立不同伞撑角和伞撑数量的六种三维模型,进而利用Fluent进行数值仿真得出伞撑角和伞撑数量与稳定伞阻力系数的关系,最后确定高速和低速加油的最优稳定伞外形。最后建立软管锥套的多体动力学模型,得出软管锥套的外放特性及锥套的运动轨迹,并通过制导律和控制律的设计完成了加油机与受油机的综合对接系统。首先,利用动力学和运动学分析建立软管锥套的多体模型,并加入大气紊流的影响,在MATLAB/SIMULINK仿真平台上进行仿真模拟了软管锥套在外放状态下的运动轨迹;其次,利用锥套和受油机之间相对位置设计了参考航迹;最后,在LQR控制的基础设计了LQR-PID轨迹跟踪控制器,并对包括受油机小扰动线性动力学模型、加油锥套运动轨迹、大气紊流干扰、制导模块、控制模块在内的对接控制系统完成受油机与加油机之间的对接过程仿真。仿真结果表明,该对接控制系统能控制受油机快速准确地与加油机对接,提高软式空中加油的对接效率,具有一定的工程应用价值。

关键词：空中加油悬链线量纲分析对接控制 LQR-PID控制

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水下运载器对接装置的对接性能研究

水下运载器对接装置的对接性能研究

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作者：张建楠哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着生产力的发展和对海洋研究的深入化,越来越多的国家把目光集中到人类尚在初步开发阶段的海洋领域上,包括经济类的海洋资源开发和军事上的潜艇、水下机器人的活动以及更长远的建设海底空间站等,这些都离不开水下运载器的研究和发展,... 详细信息

随着生产力的发展和对海洋研究的深入化,越来越多的国家把目光集中到人类尚在初步开发阶段的海洋领域上,包括经济类的海洋资源开发和军事上的潜艇、水下机器人的活动以及更长远的建设海底空间站等,这些都离不开水下运载器的研究和发展,其中针对水下运载器对接的研究更是一项关键技术。通过对国内外在水下对接技术方面的研究,结合我国海洋环境的特点,本文设计了水下运载器对接装置作业的总体方案,装置由动态对接机构、缓冲机构及锁紧机构三部分构成。论文对水下运载器对接装置的对接性能进行了研究,重点分析了对接过程的稳定性及可靠性。对接装置的稳定性主要受对接过程中的冲击力大小影响,本文首先对水下运载器在对接过程中产生的冲击力进行理论分析、建立对接模型,利用动力学软件进行仿真分析,得出不同的对接初速度对对接性能的影响,主要包括对接后装置的速度、加速度以及所受应力等参数的变化,通过分析比较,选择合理的对接初速度。为进一步提高对接过程的稳定性,文中设计了对接电液比例液压缓冲机构,并进行仿真分析,得出不同的设计参数对缓冲效果的影响。由于海底工况复杂,尤其是海流的大小和方向瞬间多变,对于依靠对接裙口的内外压差所实现的对接会因海流的冲击而脱离。为保证对接的可靠性,文中设计了蘑菇头式的机械锁紧机构,在对接裙口均匀布置三个蘑菇头,通过与被对接平台的锁紧机构相配合实现运载器与被对接潜器间的可靠连接。通过ANSYS与Fluent联合仿真,分析锁紧机构在水下对接作业环境下的锁紧能力。最后论文设计了运载器作业过程的对接控制策略,并进一步设计水下对接作业过程的控制系统,包含上位机和下位机以及两者间的通信方式。上位机的核心是控制台,通过控制台能够直接对对接装置进行操作。下位机的控制核心是PLC,通过控制液压阀,完成对液压执行器的控制,从而实现对接装置的相应动作。

关键词：水下对接对接冲击力缓冲系统锁紧机构对接控制

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水平连通井无溶腔对接技术在淮阴盐井中的应用

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中国石油和化工标准与质量 2012年第3期32卷 171-171页

作者：魏秀刚李根奎杜石岭江苏油田钻井处定向井技术服务公司江苏扬州225261

淮阴盐矿开发采用水平连通井对接技术近十年了,经持续技术攻关与技术引进,取得了显著的成果,通过对连通井、目标井轨迹精确描述,提高了有溶腔目标井一次连通成功率;近年RMRS精确定位技术也引入盐硝非烃类矿藏开采中,采用RMRS精确定位技... 详细信息

淮阴盐矿开发采用水平连通井对接技术近十年了,经持续技术攻关与技术引进,取得了显著的成果,通过对连通井、目标井轨迹精确描述,提高了有溶腔目标井一次连通成功率;近年RMRS精确定位技术也引入盐硝非烃类矿藏开采中,采用RMRS精确定位技术可实现盐硝矿水平连通井无溶腔对接成功率达到100%,可实现非烃类矿藏全面的开发。

关键词：水平连通井对接控制井眼轨迹精确定位技术

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