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Dynamics Analysis of Carrier-Based Aircraft with Off-Center catapult Launch

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2019年第3期36卷 468-478页

作者： ZHOU Jin ZHU Jianhui TONG Mingbo School of Aeronautic Science and Engineering Beihang UniversityBeijing 100191P.R.China College of Aerospace Engineering Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016P.R.China

In order to enhance the safety of the catapult launch of the carrier-based aircraft,the catapult launch multibody dynamic model is established aiming at the problem of off center catapult launch.The whole catapult process including four stages which are buffering,tensioning,releasing and taxiing is taken into consideration and the body dynamics of the off-center catapult during each stage is analyzed.The catapult launch dynamic differences between the conditions only considering taxiing and that considering four stages are compared,and the effects of the different initial off center distances considering four stages on the attitude,landing gear load and acceleration of the carrier based aircraft during catapult launch are discussed.The results show that only considering taxiing may underestimate the dynamics of the carrier-based aircraft substantially.When taking four stages into consideration,the initial off-center distance has small influence on the aircraft dynamic characteristics during buffering and tensioning but has larger influence on that during releasing and taxiing.The increase of the off-center distance will cause the enhancement of the aircraft rolling and yawing,which may lead to the load difference between the left and right landing gears and the increase of the aircraft lateral acceleration.The establishment and simulation of the catapult launch multi body dynamic model founded on buffering,tensioning,releasing and taxiing provide reference for the carrier-based aircraft design and analysis of the catapult launch dynamics.

关键词： carrier-based aircraft catapult launch off center distance attitude angle landing gear

A High-Speed Launching Mechanism Inspired by a Slingshot Spider’s Web

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Journal of Bionic Engineering 2022年第2期19卷 440-447页

作者： Tom Bates John Gerig Manuel Avitia Gunnar Waldvogel Tesfay Legesse Justin Washington Pranav A.Bhounsule Robotics and Motion Laboratory Department of Mechanical and Industrial EngineeringUniversity of Illinois at Chicago842 W.Taylor St.ChicagoIL 60607USA

Slingshot spiders use their conical webs to launch themselves at high speeds to catch prey.We built a launching mechanism inspired by the slingshot spider.Our launch mechanisms comprise a steel structure with eye bolts to hold a conical web made from latex rubber tubing.We pull the web by a winch using a lever arm.A quick-release mechanism connects the web to the winch using a tough-grid paracord.When we release the quick-return mechanism,the projectile material consisting of a steel ball achieved an acceleration of 5107 m s^(-2) or 521 times gravity,and a speed of 66.41 m s^(-1).The power per unit mass and energy per unit mass of our prototype was one tenth and one fifth that of the spider’s web respectively.In particular,we found that web structure consisting multiple radial web elements reinforced with circumferential web elements provide enhanced stiffness;as a comparison our web had a stiffness of about eight times that of traditional slingshot with a single radial web element.Our results suggest that adapting designs from nature can lead to potentially superior performance of man-made contraptions.

关键词： Slingshot spider Launching mechanisms catapult Bioinspiration

基于catapult的高水平七人制女子橄榄球比赛球员跑动特征研究

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基于Catapult的高水平七人制女子橄榄球比赛球员跑动特征研究

对catapult SL Synthesis综合工具的研究 ——一种用于FPGA开发的算法综合工具

第一届湖北省体育科学大会

作者：李嘉诚徐伟宏武汉体育学院体育教育学院武汉体育学院竞技体育学院

研究目的:七人制橄榄球是一项快节奏、高强度的团队竞技运动,对运动员的体能要求极高,要求运动员在比赛中达到最佳表现,同时降低受伤风险。catapult是一种专业的运动分析系统,通过各种传感器和GPS技术,可以实时监测运动员的运动数据,包... 详细信息

研究目的:七人制橄榄球是一项快节奏、高强度的团队竞技运动,对运动员的体能要求极高,要求运动员在比赛中达到最佳表现,同时降低受伤风险。catapult是一种专业的运动分析系统,通过各种传感器和GPS技术,可以实时监测运动员的运动数据,包括速度、距离、加速度、心率、活动时长等。在橄榄球训练中,catapult技术可以应用于运动负荷监测,catapult可以跟踪运动员的运动强度和距离,帮助教练了解训练的强度和持续时间,以优化每个运动员的训练计划。本研究使用catapult Open Field监控设备收集七人制女子橄榄球运动员在高水平比赛中的相关数据并进行分析,找出七人制女子橄榄球运动员在高水平比赛中的跑动特征,进而分析七人制女子橄榄球运动员在高水平比赛中的速度素质的需求及特点,为七人制女子橄榄球项目的科学化训练提供数据支撑,以此来提示教练员在训练中制定更符合比赛实际需要的训练计划。研究对象:高水平七人制女子橄榄球运动员12名;国际高水平比赛4场。4比赛中包括两场小组赛和两场淘汰赛。研究方法:使用catapult设备收集七人女子制橄榄球运动员在比赛中跑动的总距离、每分钟跑动距离、平均速度、最大速度、各个速度区间跑动距离:区间1catapult Open Field对完整比赛数据进行编辑,采用拆分时间-负荷曲线的方式,保留有效比赛时间内的数据,剔除中场休息及换人时持续记录的无效数据,精确收集每位球员在比赛中的数据。研究结果:统计4场国际高水平七人制橄榄球比赛数据,4场比赛球员全队最高跑动距离平均值为1447.17m、最小跑动距离平均值为960.03m、场均跑动距离为1200.85m。全队最高速度平均值为24.91km/h,球员个人最高速度平均值为29.40km/h,球员在高速区间(区间6-7)场均跑动距离为22.22m。四场比赛球员加速减速平均占比为,加速:51.43%;减速:48.47%。前锋球员的平均最大跑速为23.45km/h,后锋球员的平均最大跑速为26.18km/h。4场国际高水平比赛中包括两场小组赛和两场淘汰赛,将球员们的小组赛的数据与淘汰赛的数据对比,比赛强度有明显的区别,淘汰赛比赛强度明显高于小组赛。研究结论:1.通过分析球员跑动距离可知,在一场七人制橄榄球比赛的14min比赛时间内,可反映出高水平的七人制女子橄榄球比赛相对激烈,球员在持球推进时遭受阻碍较多。在训练中,教练需要进行更多贴近比赛的训练,减少无效跑动,以此来提高训练效果。2.通过分析球员最高速度及在高速区间跑动距离可知,在高水平比赛中出现高速阶段的机会和持续时间很短,往往是在球员冲破防线加速冲刺至对方阵区的过程,提示教练在训练中需要加强球员短时间的高速冲刺能力,加强球员们在比赛中抓住可达阵的机会的能力,将机会传化为得分。3.通过分析球员加减速相关数据可知,在一场高水平橄榄球比赛中,加减速的转换十分频繁,七人制橄榄球运动员的急停急起的能力十分重要,教练在训练中需要进行对球员的加减速能力进行针对性训练。4.通过对比前后锋最高跑速可知,前锋最高速度低于后锋,后锋们在比赛中表现出了更高的速度,处于边路的球员更容易有机会跑出高速。提示教练球员们都有其各自的跑动特点,在训练中需要结合战术以及比赛需要指导球员们进行个性化的训练,发展球员们自身的优势,弥补球员的短板。5.在七人制女子橄榄球高水平国际比赛中,淘汰赛阶段比赛强度高于小组赛阶段,提示教练需要根据比赛强度在赛前做出适应比赛强度的热身,以此来提升球员们对于高强度高水平比赛的适应能力。catapult监控设备已经成为橄榄球训练和运动表现优化的不可或缺的工具。catapult为教练和运动员提供了更多的数据,从而使决策更明智、更有根据。

关键词： catapult 七人制橄榄球高水平比赛跑动特征

来源： cnki会议评论

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对Catapult SL Synthesis综合工具的研究 ...

作者：崔建峰西安电子科技大学

学位级别：硕士

FPGA的集成度越来越高,内部资源越来越丰富,可实现的功能也越来越多,开发难度越来越大。使用传统的FPGA开发流程,需要专门的设计人员把C/C++语言等高级语言建模的算法使用硬件描述语言进行RTL级建模,由于硬件描述语言和高级语言在对同... 详细信息

FPGA的集成度越来越高,内部资源越来越丰富,可实现的功能也越来越多,开发难度越来越大。使用传统的FPGA开发流程,需要专门的设计人员把C/C++语言等高级语言建模的算法使用硬件描述语言进行RTL级建模,由于硬件描述语言和高级语言在对同一算法的实现上有比较大的差别,因此RTL级代码设计人员一旦对算法的理解不完全正确,就可能导致算法无法正确实现。另外RTL代码调试也需要较长的时间。上述因素导致开发难度增加,开发周期加长。因此需要一种效率更高的开发流程实现日趋复杂的FPGA项目的开发。 Mentor公司的C语言算法综合器——catapult SL Synthesis可以把非定时的C/C++算法综合成RTL级网表,从而省去了设计者编写RTL级代码和调试代码的时间,提高了FPGA开发的效率。本文对Mentor Graphics公司的catapult SL Synthesis做了详细的介绍和研究,并通过分别使用传统的FPGA开发流程和使用catapult算法综合工具的开发流程分别实现线性相位FIR滤波器,并对两种实现方案的结果进行对比,以研究catapult SL Synthesis算法综合工具的特点。本文在传统开发流程中使用VHDL语言,在catapult开发流程中使用C语言分别对FIR滤波器进行描述。

关键词： FPGA VHDL C/C++ catapult FIR滤波器

利用Mentor高层次综合技术(catapult Synthesis)快速实现复杂DSP算法

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中国集成电路 2007年第5期16卷 35-41页

作者：游余新 Mentor Graphics明导(上海)电子科技有限公司

为了满足产品上市时间和功能丰富性的要求,越来越多的先进设计公司开始提高设计的抽象层次进行复杂的DSP硬件设计,从RTL级提高到C/C++,以保持产品的持续领先地位。Mentor Graphics的高层次综合工具(catapult Synthesis)是第一个综合标准... 详细信息

为了满足产品上市时间和功能丰富性的要求,越来越多的先进设计公司开始提高设计的抽象层次进行复杂的DSP硬件设计,从RTL级提高到C/C++,以保持产品的持续领先地位。Mentor Graphics的高层次综合工具(catapult Synthesis)是第一个综合标准的ANSI C++的产品,它可无误地生成针对ASIC/FPGA的高质量RTL代码,且速度比手工编码的快10-20倍。本文以FIR的实现为例,利用catapult Synthesis快速探索不同的设计架构,快速地找到性能、面积和功耗之间折衷的最佳实现方案,使得真正的IP复用成为可能,并以图表方式给出不同约束下的面积、延迟和吞吐率(36、3、1时钟周期)的性能,同时提供了集成的验证和综合流程,极大地提高了设计效率。

关键词：高层次综合 catapult Synthesis 验证 IP复用 DSP 吞吐率

基于catapult C的Dsppool设计

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现代电子技术 2009年第16期32卷 19-21,24页

作者：罗锋刘新宁东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心江苏南京210096

在此使用高级语言进行运算加速模块Dsppool描述,再使用Mentor公司的catapult C工具完成RTL设计,并为Dsppool模块进行满足APB接口的封装,使之能够作为一个AMBA总线上的Slave模块。实验结果显示,使用硬件描述语言手动设计的Dsppool模块与C... 详细信息

在此使用高级语言进行运算加速模块Dsppool描述,再使用Mentor公司的catapult C工具完成RTL设计,并为Dsppool模块进行满足APB接口的封装,使之能够作为一个AMBA总线上的Slave模块。实验结果显示,使用硬件描述语言手动设计的Dsppool模块与catapult C设计的RTL代码功能完全一致,并且综合后性能相当,因为高级语言忽略了硬件设计中的细节,设计速度比直接使用硬件描述语言快几倍到几十倍。

关键词： catapult C Dsppool AMBA 高级综合

基于catapult C Synthesis的图像校正算法设计

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电子测量技术 2016年第7期39卷 92-95页

作者：李杨辽宁广播电视大学沈阳110034

为解决遥感相机在运动过程中的抖动造成的图像位置偏移问题,提出了一种实时图像校正算法。由于在FPGA中采用HDL进行算法设计难度大、开发周期长,故设计中采用了C语言进行算法设计,然后借助Calypto公司的catapult C Synthesis工具将抽象... 详细信息

为解决遥感相机在运动过程中的抖动造成的图像位置偏移问题,提出了一种实时图像校正算法。由于在FPGA中采用HDL进行算法设计难度大、开发周期长,故设计中采用了C语言进行算法设计,然后借助Calypto公司的catapult C Synthesis工具将抽象的C设计转换成硬件RTL代码。在catapult C Synthesis中对设计的算法进行了C/C++、RLT协同仿真测试,并在Xilinx XC5VLX110T型FPGA上进行了验证。仿真测试及硬件验证结果表明,采用catapult C Synthesis设计的算法在时序、性能方面均满足设计要求,能够对偏移的图像进行实时校正。

关键词：实时图像校正 FPGA catapult C Synthesis RTL

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基于catapult C的DCT算法设计

信息化研究 2011年第4期37卷 42-45页

作者：谢正张开锋国防科学技术大学电子科学与工程学院长沙410073

以DCT(Discrete Cosine Transform)的实现为例,利用catapult C探索不同的设计架构,快速设计出性能、面积和功耗之间折衷的最佳实现方案,并与传统的手工编写VHDL代码实现方式进行比较。

关键词： DCT算法 catapult C 离散余弦变换 ANSI C++ 高级综合

基于catapult C的数字滤波算法快速实现

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电子测量技术 2017年第1期40卷 142-144,150页

作者：张晔贺强民潘卫军于志成北京空间机电研究所北京100094

随着光学遥感相机视频数据实时处理算法复杂度的不断增加,直接使用硬件描述语言进行设计难度越来越大,急需引入一种新流程——通过EDA工具直接将高级语言描述转化为HDL语言描述的RTL代码。本设计选择catapult C工具完成数字滤波算法从C... 详细信息

随着光学遥感相机视频数据实时处理算法复杂度的不断增加,直接使用硬件描述语言进行设计难度越来越大,急需引入一种新流程——通过EDA工具直接将高级语言描述转化为HDL语言描述的RTL代码。本设计选择catapult C工具完成数字滤波算法从C语言到RTL的设计,最后验证经catapult设计的RTL代码与C、MATLAB功能一致,经硬件实现后性能相当,设计速度比直接使用硬件描述语言快几倍到几十倍。

关键词： catapult C 数字滤波 C语言 MATLAB 高级综合