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基于动态面控制的制导炮弹控制系统设计

兵器装备工程学报 2024年第8期45卷 135-139,167页

作者：程炀程波杜韩东徐礼中国兵器装备集团西南技术工程研究所重庆400039

为提高制导炮弹控制系统性能,提出一种基于动态面控制的设计算法。通过建立具有“块严格反馈”的制导炮弹非线性状态空间模型,采用动态面控制算法进行全状态耦合设计。考虑到模型中的不确定项,将其视为未知有界干扰,并构造自适应律进行... 详细信息

为提高制导炮弹控制系统性能,提出一种基于动态面控制的设计算法。通过建立具有“块严格反馈”的制导炮弹非线性状态空间模型,采用动态面控制算法进行全状态耦合设计。考虑到模型中的不确定项,将其视为未知有界干扰,并构造自适应律进行在线估计估计和补偿。仿真结果表明,该算法能快速无超调地跟踪指令信号,优于传统三通道独立设计的PID算法和自适应滑模控制算法,验证了其有效性。此外,在±50%气动摄动下,该算法仍能对指令的快速稳定跟踪,具有优越性和强鲁棒性。

关键词：制导炮弹制导控制系统飞行控制动态面控制

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动态环境下无人矿车速度规划与避障方法

矿业研究与开发 2024年第7期44卷 239-245页

作者：郭爱军杨腾潘子宇国能神东煤炭集团有限责任公司内蒙古鄂尔多斯市017209 航天重型工程装备有限公司湖北孝感市432000

针对无人矿车自主避障只在静态环境下安全行驶的问题,提出了基于动态障碍环境下的速度规划与避障方法。首先将动态障碍物未来一段时间扫过的范围映射到二维栅格地图中的s-t(距离-时间)图;然后研究了基于s-t图的安全速度范围确定算法,确... 详细信息

针对无人矿车自主避障只在静态环境下安全行驶的问题,提出了基于动态障碍环境下的速度规划与避障方法。首先将动态障碍物未来一段时间扫过的范围映射到二维栅格地图中的s-t(距离-时间)图;然后研究了基于s-t图的安全速度范围确定算法,确保无人矿车运行的安全性,且为了实现平滑的速度变化,构造了基于最优控制原理的二次规化(QP)速度优化模型;最后设计了混合A^(*)算法,将s-t图中的搜索结果作为其初解,以辅助优化问题求解。仿真与实车测试表明:提出的方法求解成功率在98%以上,具有较好的实时性;s-t速度规划算法有效的时候,算法整体平均耗时基本符合实时要求,最差的求解时间也在可控范围之内。

关键词：动态环境无人矿车路径规划速度规划避障 s-t图

基于事件触发自适应时域MPC的船舶靠泊方法

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控制与决策 2024年第1期39卷 336-344页

作者：苑守正刘志林郑林熇孙雨鑫哈尔滨工程大学智能科学与工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学船海装备智能化技术与应用教育部重点实验室哈尔滨150001 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所哈尔滨150078

船舶在自动靠泊的过程中会受到风、浪、流和岸壁效应等多种因素的干扰.鉴于此,针对全驱动船舶在复杂海洋条件下的自动靠泊问题,基于事件触发机制和模型预测控制,设计一种船舶自动靠泊控制器,以解决全驱动船舶在模型不确定性、执行器饱... 详细信息

船舶在自动靠泊的过程中会受到风、浪、流和岸壁效应等多种因素的干扰.鉴于此,针对全驱动船舶在复杂海洋条件下的自动靠泊问题,基于事件触发机制和模型预测控制,设计一种船舶自动靠泊控制器,以解决全驱动船舶在模型不确定性、执行器饱和、未知环境扰动以及岸壁效应等因素影响下的船舶自动靠泊问题.首先将船舶的三自由度模型进行线性化和离散化处理,并根据全驱动船舶的特性采用先泊位外镇定再平行靠拢的靠泊方式;然后为了提高求解速度,提出一种基于事件触发的自适应时域模型预测控制方案并进行稳定性分析;最后对一艘全驱动船舶进行仿真实验,将所提出的控制方案与其他已知方法进行对比.实验结果表明,所提出控制方案不仅能明显降低运算时间,而且具有更好的控制效果.

关键词：船舶控制航迹规划自动靠泊模型预测控制事件触发控制

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮传动界面磨损规律及敏感性分析

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机械工程学报 2024年第5期60卷 81-94页

作者：魏永峭张晋王少江漆小虎郭瑞杨海江兰州理工大学机电工程学院兰州730050 兰州理工大学温州泵阀工程研究院温州325105 国机重型装备集团股份有限公司德阳618099

为揭示变双曲圆弧齿线圆柱齿轮(VH-CATT圆柱齿轮)齿面磨损特性,结合Archard磨损理论与主平面重合的椭圆等效接触模型,建立了VH-CATT圆柱齿轮传动界面磨损模型,利用有限元方法获取了齿面法向载荷与接触压力,通过数值计算验证了所建立模... 详细信息

为揭示变双曲圆弧齿线圆柱齿轮(VH-CATT圆柱齿轮)齿面磨损特性,结合Archard磨损理论与主平面重合的椭圆等效接触模型,建立了VH-CATT圆柱齿轮传动界面磨损模型,利用有限元方法获取了齿面法向载荷与接触压力,通过数值计算验证了所建立模型的正确性,并探究了准静态工况下VH-CATT圆柱齿轮传动的齿面磨损规律。研究结果表明,VH-CATT圆柱齿轮沿齿线方向的磨损深度呈半椭圆形分布,在齿根附近磨损深度最大,在节圆附近磨损深度最小,啮合频次的增加对齿面磨损深度的影响逐渐趋于平缓;通过设计参数的敏感性分析可知,增大传动比、模数、齿线半径、压力角可以有效地改善齿面磨损。研究可为提高VH-CATT圆柱齿轮传动精度与效率、减磨延寿提供理论基础。

关键词：变双曲圆弧齿线圆柱齿轮传动界面 Archard磨损理论齿面磨损敏感性分析

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮接触疲劳裂纹扩展特性研究

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机械工程学报 2024年

作者：魏永峭刘稳稳郭瑞罗岚王少江漆小虎张建权兰州理工大学机电工程学院国机重型装备集团股份有限公司中国民航局第二研究所

为探明变双曲圆弧齿线(Variable hyperbolic circular-arc-tooth-trace,VH-CATT)圆柱齿轮接触疲劳裂纹的扩展机制，指导齿轮的设计优化，降低裂纹扩展速度，基于齿轮曲率特性，建立了VH-CATT圆柱齿轮接触椭圆数值计算模型，通过有限元... 详细信息

为探明变双曲圆弧齿线(Variable hyperbolic circular-arc-tooth-trace,VH-CATT)圆柱齿轮接触疲劳裂纹的扩展机制，指导齿轮的设计优化，降低裂纹扩展速度，基于齿轮曲率特性，建立了VH-CATT圆柱齿轮接触椭圆数值计算模型，通过有限元法和数值计算法，分析了齿面椭圆接触轨迹，确定了齿轮易萌生裂纹的危险位置。针对裂纹运用扩展有限元(Extendedfinite element method, XFEM)的分析方法，研究了VH-CATT圆柱齿轮接触疲劳裂纹的扩展规律。通过建立VH-CATT圆柱齿轮应力强度因子分析模型，分析了模数、齿线半径及裂纹预置角对I型应力强度因子的影响规律。结果表明，长裂纹扩展阶段，齿轮模数越大，裂纹在齿宽和齿芯方向的应力强度因子越大；齿线半径较大时，能够有效减小长裂纹扩展阶段裂纹前缘的应力强度因子；裂纹预置角较大时，朝齿宽及齿芯方向的应力强度因子也随之变大。

关键词：变双曲圆弧齿线圆柱齿轮接触疲劳裂纹裂纹扩展 XFEM仿真应力强度因子

基于EDEM仿真技术物料转载过程的离散元分析

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港口科技 2024年第2期 20-24页

作者：井江浩宋自涛谷光辉闫艳辉高华宇黄进前中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司河南郑州450016 河南卫华重型机械股份有限公司河南长垣453400

为解决散料输送行业中散状物料转载时产生的跑偏、堵料、撒料、扬尘等问题,提升转载系统寿命,适应环保要求,采用数学建模和EDEM仿真技术,模拟分析物料在转载过程中的流动姿态、皮带上的堆积状态、输送量大小和不同湿度状态下的流速。通... 详细信息

为解决散料输送行业中散状物料转载时产生的跑偏、堵料、撒料、扬尘等问题,提升转载系统寿命,适应环保要求,采用数学建模和EDEM仿真技术,模拟分析物料在转载过程中的流动姿态、皮带上的堆积状态、输送量大小和不同湿度状态下的流速。通过仿真得到物料在不同湿度状态下转载过程中跑偏、堵料等问题的原始数据,为转载系统的优化设计提供理论依据。

关键词：散状物料转载系统 EDEM仿真技术流动姿态堆积状态

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空间飞行器用金属橡胶减振器

光学精密工程 2013年第5期21卷 1174-1182页

作者：付密果刘源崔敏亮曹鸣湖北航天技术研究院总体设计所湖北武汉430048 哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001 三江集团重型工程装备设计所湖北武汉430040

考虑金属橡胶减振材料的优越性,设计了采用金属橡胶作减震器的减振方案用于空间飞行器仪器安装板的整体减振。建立了金属橡胶减振器的力学模型,确定了金属橡胶减振垫的结构设计参数及性能参数,并对采用整体减振设计的仪器安装板进行了... 详细信息

考虑金属橡胶减振材料的优越性,设计了采用金属橡胶作减震器的减振方案用于空间飞行器仪器安装板的整体减振。建立了金属橡胶减振器的力学模型,确定了金属橡胶减振垫的结构设计参数及性能参数,并对采用整体减振设计的仪器安装板进行了数学仿真分析。最后,设计了仪器安装板的地面振动实验并进行了振动实验考核。实验结果表明,仿真分析结果与地面实验验证结果基本一致,刚度满足设计要求。相比于刚性连接形式,采用金属橡胶减振器进行整体减振后,在300Hz以上测量点的振动响应幅值大大衰减;在300 Hz以下测量点的随机响应均方根值衰减量不低于56.5%,达到了减振设计效果。

关键词：飞行器设计金属橡胶减振器仪器安装板整体减振

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流体滑环压损理论计算与仿真分析

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第2期38卷 154-160页

作者：帅高鹏王能慧叶佳钰吴海燕吴海红中船九江海洋装备(集团)有限公司江西九江332008 东南大学仪器科学与工程学院南京210018

为研究流体滑环旋转传输过程中的流道压损,对流体滑环旋转传输局部压损进行简化分析,提出流体滑环压损理论估算方法,并基于Comsol软件对流体滑环进行数值分析,研究不同流体出入口夹角及环形流道宽度对流道压损的影响规律。结果表明:流... 详细信息

为研究流体滑环旋转传输过程中的流道压损,对流体滑环旋转传输局部压损进行简化分析,提出流体滑环压损理论估算方法,并基于Comsol软件对流体滑环进行数值分析,研究不同流体出入口夹角及环形流道宽度对流道压损的影响规律。结果表明:流体压损理论计算相对数值仿真、试验测试结果误差在20%以内,所提出的理论计算方法可指导流体滑环压损快速评估;流体滑环压损随流体出入口夹角增加呈现先增大、后逐步减小的趋势,当流体出入口夹角为30°时,流体滑环压损最大;流体滑环压损随流道宽度系数的增加逐渐减小,当宽度系数增加至一定值时,流道压损减损效果减弱,最佳流道宽度为等截面设计宽度的0.8~1.2倍。

关键词：流体滑环流道压损宽度系数数值分析出入口夹角

超高强度300M钢热加工过程中高温腐蚀行为的分析与总结

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锻造与冲压 2024年第5期 26-26,28,30,32页

作者：孟斌徐常顺国机重型装备集团股份有限公司

钢铁是人类使用最早、用量最大的结构材料之一,在航空航天、汽车制造和建筑工程等领域已广泛应用。为了克服早期钢铁结构材料强度不足、耐腐蚀性差以及易疲劳断裂等缺点,从二十世纪中期开始,在普通合金结构钢的基础上通过合金元素优化... 详细信息

钢铁是人类使用最早、用量最大的结构材料之一,在航空航天、汽车制造和建筑工程等领域已广泛应用。为了克服早期钢铁结构材料强度不足、耐腐蚀性差以及易疲劳断裂等缺点,从二十世纪中期开始,在普通合金结构钢的基础上通过合金元素优化设计、采用先进冶炼工艺以及改善热处理制度等措施发展了一系列超高强度钢.

关键词：热加工过程超高强度钢合金结构钢 300M钢合金元素热处理制度结构材料强度耐腐蚀性