高超声速头锥驻点发汗控制试验研究

本文简要叙述了发汗冷却控制概念。并在发汗冷却控制方程基本性质研究的基础上，针对电磁炮弹和其它型号的应用，进行了发汗冷却控制原理性试验研究。并着重叙述了水发汗的试验方案、控制方法等试验技术。应用发汗量函数级数形式，装入计算机代替方程求解。在电弧加热条件下，对驻点状态模型温度进行闭合回路控制的试验是成功的。     

发汗冷却控制研究注记

发汗冷却控制问题属于前沿课题。近来新方法新观点不断出现，问题不断深入，成果迅速扩大。本文从数值方法和仿真，数学理论，控制理论，实验研究等方面进行小结。并总结了基本方程和给出了附加方程，便于算子空间讨论。     

前言

前言发汗冷却控制是导弹、空间飞行器及其它受热部件热防护的重要手段。研究发汗控制问题对于揭示该问题的基本性质和对于导弹、空间飞行器、其它受热部件以及民用系统的防热应用设计是重要的应用基础工作。发汗冷却控制问题是在长期热防护实验研究和工程设计的基础上进行...     

层板发汗冷却数学模型与控制方程的求解

本文描述了结构层板与冷却剂相互之间存在温差的发汗冷却计算模型,导出了层板发汗冷却控制方程。对定常控制方程的积分求解方法和超临界状态非定常控制方程的数值求解方法进行了探讨,例举了液体火箭发动机推力室壁采用液氧作为冷却剂的计算结果。计算结果表明,基本模型符合实际的物理过程,求解过程直观简捷。由于冷却机理的类似,其数学模型与计算方法也适用于多孔材料等其它形式的热控制装置的发汗冷却研究。     

发汗控制方程差分方法的误差增长分析

本文讨论发汗控制方程差分方法的误差增长，提出了使方法数值稳定的步长控制准则。     

发汗控制问题的线方法及其稳定性分析

发汗控制是热防护的一种重要手段。本文给出发汗控制方程显式差分格式，也研究该问题的隐式差分格式。对这个问题的固定边界和活动边界情形分别讨论两种差分格式的数值稳定性，并得到相应的稳定性准则。理论分析和数值试验表明隐式格式可以根据需要的计算精度选取时间步长τ，并且数值试验还表明隐式格式能节省更多的ＣＰＵ时间，因为时间步长τ可以放大。     

发汗冷却控制系统的参数辨识

本文针对飞行器再入全程热环境的地面模拟试验和飞行实测研究，应用发汗冷却控制技术，通过热层内点温度测量，引入敏感系数，给出热层加热面表面热流的参数辨识方法，解决了这一参数辨识定解问题的不适定性。由于应用了发汗冷却控制技术，避免了热层表面出现烧蚀，内点测温可以获得全程信息，因此为再入热环境的全程实验研究提供了实现的途径。本文参数辨识的计算结果与正问题的数值模拟结果吻合得很好。     

发汗控制系统的解对发汗剂流速的连续依赖性

本文研究发汗烧蚀控制问题的解及其解的性质。引入变换将含有附加方程的问题化为发展方程，通过应用算子半群理论，研究其相应产生的发展系统，证明了发汗烧蚀问题解的存在唯一性及其系统温度对发汗剂流量的连续依赖性。     

结构振动系统的分散化应变控制

针对一类航天器结构振动控制问题,提出了为适应空间地传感器、控制器特殊要求的应变控制方法。考虑到航天器所携带的计算机硬件资源有限。本文研究了大系统分散控制理论在结构振动应变控制中的应用。建立了结构振动控制分散子系统,设计了分散控制策略,并进行了计算机数值仿真。结果表明方法是有效的。     

半群方法在发汗控制问题中的应用

本文研究在高速飞行体飞行中出现的热防护发汗控制模型导出的自由边界问题，引入变换将其化为发展方程，研究其相应产生的发展系统，用半群方法证明了发汗控制边值问题解的存在性，唯一性。其方法对一般抛物算子非线性自由边界问题及高维问题也适用     

发汗控制方程的直线解法

本文主要讨论了发汗控制问题的直线解法，对该问题的固定边界和活动边界情形，采用线方法分别空间离散化，得到两组常微分方程组，并且用隐式Ｅｕｌｅｒ方法对上述发汗控制系统进行了数学仿真，得到了热层温度随时间和控制参数变化特性曲线，它为研究发汗控制问题提供了数据分析依据。     

电液位置模糊系统中隶属函数对控制性能的影响

模糊控制器中的模糊化过程作为精确的物理量到模糊量之间转换的中间环节是借助隶属函数来实现的。隶属函数选择得恰当,可以提高精确量到模糊量的转换精度,因而也就可以从根本上提高系统的控制精度。本文以电液位置伺服控制系统为研究对象,从理论和实验两个方面分析了隶属函数曲线的分布形状对模糊控制系统的控制性能的影响,归纳总结出了选择隶属函数曲线应该遵循的准则。     

防空导弹发射架分布式计算机控制系统的研究

武器系统现代化的要求，以及数字计算机在伺服控制系统中应用的不断加深，以计算机为手段，以控制论为指导形成的微机控制技术，为武器系统的自动化提供了坚实的基础。本文从芯片组成的微机伺服控制系统开始，直到组成分布式计算机控制系统（ＤＣＣＳ），利用微机控制理论和多机分布式计算机控制理论，对数字计算机实现的变结构、变参数的伺服控制，分布式计算机的通讯控制进行了深入的研究探讨，推出了一种较适合导弹发射架伺服系统的分布式计算机控制系统。实验结果表明，这种控制形式，在控制精度、快速性、实时控制能力等几方面，优于传统的发射架系统。     

有烧蚀的发汗冷却控制系统动态性能的分析和数值模拟

一维有烧蚀的发汗冷却系统是一个可变域上的分布参数控制系统,本文将其转化为固定域上的定解问题。采用二阶精度无条件稳定的Crank—Nicholson隐式差分格式进行动态性能的数值模拟,给出热层温升分布、烧蚀量和烧蚀速度三者随时间的变化规律,以及烧蚀开始时间、结束时间和最大烧蚀速度三者与发汗量的关系等。这一数值模拟方法成功地克服了可变域给数值计算带来的困难。本文还通过理论分析,给出热层表面是否出现烧蚀的临界发汗量、表面烧蚀的终止时间和最大烧蚀速度。     

一类非线性系统的滑模控制稳态精度研究

针对一类非线性系统的线性滑模控制和Terminal滑模控制稳态精度问题,分析使用饱和函数代替滑模控制律中符号函数的线性滑模控制和Terminal滑模控制系统的稳态误差与饱和函数宽度的数值关系,得出两者的数学表达式,为协调既削弱滑模控制的颤振又保证稳态精度的滑模控制系统的饱和函数宽度的选择提供了理论依据。定量地比较线性滑模控制和Terminal滑模控制的稳态精度,得出了Terminal滑模控制比线性滑模控制有更好稳态精度的结论,通过数值仿真算例证明理论分析的正确性。     

发汗烧蚀控制问题

本文讨论了一个发汗烧蚀控制问题。给出了系统的温度对发汗剂流量的单调性。通过应用算子半群理论和Ｈｉｌｂｅｒｔ空间的几何方法，得到了系统的最小范数控制的存在性、唯一性和可逼近性的结果。     

一类模糊跳变系统的采样控制器设计

针对含有马尔可夫跳变参数的模糊系统,采用多李亚普诺夫函数方法,设计采样控制器,保证模糊跳变系统指数均方稳定和随机稳定。为便于工程应用,考虑到控制系统多为数字控制系统,计算机的输入、输出控制信号是数字信号,而被控对象常为连续时间系统,文中采用离散的控制器控制连续的被控对象。系统模型中的每个跳变模态对应的子系统均是T-S模糊系统,对每个模糊子系统采用平行分布补偿的控制方法,保证子系统渐近稳定。控制器的求解等效为线性矩阵不等式的可解性问题,便于求解。数值仿真结果验证了方法的可行性和有效性。     

发汗控制方程差分解法的并行化

本文给出固定边界发汗控制方程显式与隐式差分解法的并行化方法.数值试验表明隐式差分格式的数值稳定性的条件比显式差分格式的条件要宽松得多,这与理论分析的结果是一致的;数值试验还表明显式方法的加速比及效率均高于隐式方法,但隐式方法的时间步长可以放大,从整体上更节省CPU时间.本文给出固定边界发汗控制方程显式与隐式差分解法的并行化方法.数值试验表明隐式差分格式的数值稳定性的条件比显式差分格式的条件要宽松得多,这与理论分析的结果是一致的;数值试验还表明显式方法的加速比及效率均高于隐式方法,但隐式方法的时间步长可以放大,从整体上更节省CPU时间.     

热防护发汗冷却控制问题

发汗冷却控制问题的提出为避免高速飞行物发生形变提供了一条有效的办法，如何控制发汗量ｍＬ（或β）使飞行表面烧蚀满足设计要求是解决此问题的关键。本文从理论上探讨了该问题的一个解决办法。     

种子植物系统营养生长过程的计算机仿真

介绍了植物系统营养生长过程计算机仿真的基本概念，讨论了仿真的目标与策略，探索了通过计算机仿真来实现生合能量系统动力学模型运用于种子植物营养生长过程研究中的一般问题，如系统参数辨识、方程的数值分析及其可视化图形的制作、植物系统能量活动与物质活动间的映射关系等。并以东北大豆的营养生长分析为例，提出了植物系统营养生长过程的仿真系统，借助于计算机仿真技术，再再了植折营养生长的数值化和可视化动态过程，本文希望通过这一研究，开拓计算机仿真在生命科学研究中的有效运用途径。