方程式赛车可变尾翼系统开发

为了降低赛车固定式尾翼产生的较大空气阻力,开发了一种可变尾翼系统,进行了赛车空气动力仿真。设计了一个包含高扭矩舵机的连杆机械执行机构,制作了基于嵌入式技术的系统控制器。研究结果表明:该可变尾翼系统可使赛车整车空气阻力降低17.4%,并可快速变换尾翼襟翼攻角,变换角度为45°~5°,舵机旋转60°的变换时间为0.1 s。     

大学生方程式赛车尾翼负升力特性有限元探究

由空气动力学套件产生的负升力对提高大学生方程式赛车的赛道表现有着重要作用,赛车尾翼是产生负升力的主要部件之一。使用有限元方法(computational fluid dynamics)对大学生方程式赛车尾翼的负升力特性进行研究。结果表明,在一定范围内尾翼产生的负升力数值随主翼攻角的增大而增大;大学生方程式整车流场中影响尾翼负升力的外界因素主要是车身遮挡物与前翼下游上升气流,尾翼的最大负升力损失达到40%;对尾翼分区域设计不同主翼攻角值有效提升了赛车尾翼产生负升力的能力。     

FSAE赛车新型曲面前翼尾翼气动优化设计

通过优化设计大学生方程式赛车的空气动力学套件,可有效提高赛车的性能。在满足大学生方程式汽车大赛(FSAE)设计规则的前提下,率先采用曲面翼设计理念,优化设计了重庆大学方程式赛车的前翼和尾翼。结合翼形分析软件Profili与Xfoil,进行详细的翼型选型与攻角确定。基于计算流体力学的三维流场数值模拟,优化了赛车的前翼和尾翼。对比多种造型策略,确定了新型减阻曲面翼造型,选用"直主翘襟"尾翼和箭状曲面前翼的空气动力学套件。优化后的赛车整车负升力系数提升至1.68,负升阻比提升至1.91。     

无伞末敏弹稳定翼片流固耦合特性研究

以某结构双翼无伞末敏弹C型尾翼为研究对象,通过对其进行流固耦合计算,得到此类型尾翼的气动特性。结果表明,尾翼平面部分在气动力作用下仍保持平面形状,两弯折面发生弯曲。刚、弹性尾翼阻力系数及二者的偏差随攻角的增大而减小,在30°攻角时两种尾翼的阻力系数几乎相等。迎风面最大压力随来流速度的增加呈现递增趋势,相同来流速度时,大攻角下的最大压力大于小攻角下的最大压力。尾翼对称面背风面出现两个大小大致相等的涡,呈现蝴蝶状低压区。     

两种典型尾翼形状对无伞末敏弹气动特性的影响

为研究尾翼形状对双翼无伞末敏弹减速导旋性能的影响,分别对平板尾翼和S-C形尾翼结构末敏弹的气动特性进行研究。基于计算流体力学方法,获得了末敏弹气动外形的流场特性、表面压力分布和阻力系数、升力系数和转动力矩系数随攻角变化的规律。通过自由飞行试验对平板尾翼和S-C尾翼末敏弹进行了动态气动特性研究。数值计算结果显示,平板尾翼和S-C尾翼模型阻力系数在6～9间,其增阻效果明显;两模型升力系数均呈负线性变化,尾翼形状对升力系数影响较小;尾翼形状对转动力矩系数影响明显,平板尾翼几无转动力矩产生,S-C尾翼转动力矩相对较大并随攻角增加而减小。自由飞行试验表明,S-C尾翼结构自由飞行状态下增阻效果好于平板尾翼,并可使弹体获得转动力矩而维持稳定转速,能够实现稳态扫描运动。平板尾翼末敏弹自由飞行稳定性差。     

带尾翼高速射弹自然超空泡流特性研究

为了获得良好的超空泡减阻效果,针对某30 mm带尾翼高速射弹,设计了其空化器结构参数,研究了尾翼射弹的空泡轮廓、射弹表面空泡厚度分布、运动攻角对其空泡形态的影响,计算了超空泡形态下不同攻角时带尾翼射弹的水动阻力、升力、稳定力矩等参数;对比研究了带尾翼高速射弹和普通射弹的运动稳定性,给出了2种射弹的摆动攻角曲线.研究结果表明,尾翼结构不改变射弹的超空泡形态参数,但影响其表面空泡厚度分布;尾翼结构对射弹的超空泡形态、阻力特性影响很小,可大大提高射弹的运动稳定性.     

小长径比张开式尾翼弹气动力三维数值模拟

基于有限体积法计算了一种具有小长径比、大展弦比张开式尾翼弹在有攻角超声速粘性流动时的气动特性,分析了该弹周围的流场特性。研究结果表明,该尾翼弹的阻力系数和升力系数均随着马赫数增大而减少,随攻角增大而增大,且呈线性变化;当马赫数从2增大到4时,攻角从4°增大到12°,压心位置变化范围占全弹长的10.3%。     

基于试验设计的轿车尾翼空气动力学优化

传统优化方法凭借对轿车外流场的分析经验来控制尾翼优化变量并等间隔枚举,通过比较得出最优方案,工作量大且可能遗漏关键样本点.本文以尾翼的翼型及相对车身的位置参数(尾翼攻角、垂向位置和纵向位置)为设计变量,基于DOE试验设计方法确定样本设计变量组合,利用数值模拟方法计算出所确定样本点轿车的气动升力和阻力.通过方差分析以及响应曲面法以使轿车获得最大下压力与阻力比值为优化目标,得到各设计变量的影响因数和最优水平.结果表明:基于试验设计的优化过程更加高效地优化了轿车尾翼的空气动力学性能,具有实际工程应用价值.     

基于动态面搭接网格技术的双发螺旋桨数值模拟研究

基于动态面搭接网格技术,生成双发螺旋桨/短舱/机翼构型在三种不同螺旋桨旋转组合下的计算网格,并分别对不同旋转组合下的流场进行了数值模拟,并对比分析了螺旋桨不同旋转组合下的螺旋桨滑流流场结构和螺旋桨滑流对机翼气动力的影响。仿真计算结果表明,三种旋转组合方式中,在0～2度攻角范围内,反对转的升力系数最大;在2～6度攻角范围内,双发螺旋桨对转的升力系数最大;在6度以上攻角时,双发螺旋桨反对转的升力系数最大。     

摩托车发动机电子控制系统研究

为实现摩托车发动机从化油器技术向电控燃油喷射技术转变,满足日益严格的排放法规,在某型号摩托车单缸化油器式发动机的基础上,对原机型进气系统、点火系统以及喷油系统进行了改进,通过自行设计的摩托车发动机电子控制系统实现了发动机工作过程的电子控制.控制系统采用MC9S12XS128单片机作为主控芯片,运用模块化软件控制程序实现了传感器信号的采集与处理,对点火和喷油等执行机构进行精确控制,并利用该电子控制系统对点火时刻及空燃比参数进行了标定和优化.实验表明,采用电子控制系统后,发动机在不同工况下的动力性和经济性得到显著提高.     

基于LabVIEW的FSAE赛车悬架数据采集系统

文章开发了一种基于LabVIEW的FSAE赛车悬架数据采集系统,利用单片机进行前端数据采集,通过无线模块、串口通讯与LabVIEW进行数据传输,实现动态赛车减震器压缩量的实时采集、记录与回放,并实时计算获得轮芯跳动行程、车轮载荷大小及频谱曲线。利用系统实时反映的动态信息,可以检测车轮行程是否满足FSAE(Formula SAE,大学生方程式汽车大赛)规则要求,研究赛车在制动、加速以及转弯等极限工况下的轴荷转移情况,以指导赛车悬架性能调校及整车性能优化。     

基于DSP的助行外骨骼机器人步态控制

助行外骨骼机器人是一种帮助老年人和下肢不便的残疾人扩展行走能力的助力装置.提出一种基于数字信号处理（digital signal processing,DSP）系统的步态控制方法,首先,将连续步态数据离散处理后的结果作为DSP系统的输入,通过执行机构实现机器人的步态行走;然后,在每个步态周期结束之后,通过编码器对步态角度实时采样;最后,控制系统对反馈数据处理后实现步态误差的周期补偿.通过样机试验验证上述方法,得到较好的结果.     

基于PROFIBUS-DP现场总线的电动执行机构测试系统

阐述了基于Profibus-DP现场电动执行机构测试系统的整体实现方案,介绍了系统软硬件实现方法,着重介绍了用WinCC实现对多个电动执行机构状态检测、参数设定与报警及实时归档.开发系统目的在于为基于PROFI- BUS-DP现场总线的电动执行机构的批量测试提供方便.目前该系统通过测试,运行良好,可为电动执行机构的调试和性能指标的检测提供依据.     

多目标全自动尾翼安装集成优化方法

通过引入最优拉丁超立方实验设计法、代理模型、多岛遗传算法,并编写相关程序搭建全自动集成优化平台.基于该平台,以车翼结合体为对象,以尾翼攻角及离地间距为设计变量,获得满足设定优化目标的尾翼安装位置,并通过数值仿真验证其有效性的同时揭示其内在机理.最后,明确该集成优化平台的高效适用范围.     

基于Labwindows/CVI高速风洞攻角测控系统的设计与实现

结合高速风洞攻角测控系统硬件控制的实践和需求,引入虚拟仪器技术,提出了一种在Labwindows/CVI平台上开发高速风洞攻角测控系统的方法.对Labwindows/CVI平台下开发高速风洞攻角测控系统的技术实现进行了详细说明,并给出了相关构造功能描述和部分核心代码及其说明.现场运行表明,该系统提高了实际硬件系统的安全性和稳定性,用户操作简便,并且具备了更好的可扩展性和可维护性.     

基于EtherCAT总线的推板式造波机控制系统

该文构建了基于EtherCAT总线的推板式造波机控制系统总体结构,并详细论述了该系统的硬件结构和软件流程。该系统由1台中央控制主机、1台运动控制器和48套执行机构组成。中央控制主机和运动控制器之间的数据传输是基于CSocket类开发的网络通信软件实现,而控制命令的传输是基于ADS通信来实现。通过TwinCAT的电子凸轮耦合技术,同时借助虚拟轴的概念,实现48台推波板的高精度同步。     

一种自主移动机器人智能导航控制系统设计

提出一种实用的自主移动机器人智能导航控制方案,以研制的模型样机HN-9为例,阐述了其具体实现技术.机器人采用扫描式超声波实现作业环境的探测,基于码盘和电子罗盘的组合导航子系统实现定位估计,利用模糊决策子系统产生反应式智能导航控制行为.仿真实验及模型样机的实际运行效果验证了该系统构成的可行性.这种模块化的低成本设计方案便于在移动机器人的嵌入式控制系统上实现,便于对已有移动机器人系统进行改造以实现自主导航功能,用以提高操作机动性与可靠性.     

尖楔前体飞行器FADS-α的求解精度研究

对用于尖楔前体飞行器的嵌入式大气数据传感系统(Flush Air Data Sensing System,FADS)的不同攻角求解方案(FADS-α)的精度进行研究.对比分析了某尖楔前体飞行器FADS系统的三种攻角实现方案的精度及可行性:(1)将尖楔前缘作为小钝头处理,采用经典的三点式算法建立FADS系统的攻角求解方法;(2)基于压缩波-压缩波理论及膨胀波-压缩波理论建立了FADS系统的理论模型,并发展了相关的迭代算法验证模型的精度及可靠性,建立了FADS系统的攻角实现方案;(3)利用BP神经网络代替FADS系统空气动力学模型的方法,建立了FADS系统的攻角实现方案.针对尖楔前体飞行器FADS系统的特点,设计了一个具有双隐含层的神经网络模型,并对模型的精度进行了验证.结果表明,3种求解方案精度都能满足实际需求.但是方案(1)工程实现困难,方案(2),(3)建立的针对尖楔前体飞行器的FADS系统的求解方案易于实现,且方案(2)的精度优于方案(3).     

进气道出口可压缩附面层测量及其参数计算方法研究

为测量飞机进气道出口的可压缩附面层,在分析所需测量参数及探讨附面层参数计算方法的基础上,研制了附面层总压测量耙、总温测量耙。通过在公用测量段上安装附面层测量耙,对某飞机进气道在某高速风洞中进行了不同马赫数、攻角、侧滑角组合的吹风试验。17种组合工况的试验及计算结果表明:研制的附面层总压及总温测量耙应用效果较好;附面层参数计算方法准确,拟合后的附面层速度分布较为合理;该方法能够用于测量和评定进气道出口的可压缩附面层。     

热泵干燥控制系统的设计

主要介绍了热泵干燥系统的构成以及控制系统的实现，将自动检测控制技术运用到热泵干燥过程中。热泵干燥控制系统实时采集干燥过程中的工况参数，按照设定好的工艺参数，控制执行机构，使热泵干燥系统达到最优工作状态。