针对以引力波探测为代表的空间科学任务和以"国网星座计划"为代表的商用卫星网络任务对推进器的特殊需求,本文提出了一种基于数字孪生的推进器优化设计方法.该方法首先建立由机理模型模块和测试数据集模块组成的数字孪生体.机理模型模块依据推进器的物理过程建立模型,对难以测量的数据进行仿真模拟;测试数据集模块通过实验对推进器进行测试,依靠测试数据建立可测参数的数学模型.将数字孪生体与实验进行对比,通过对比结果反馈调节机理模块从而不断提高孪生体的准确性,最终为优化设计提供依据.结果表明:(1)该方法能够构建微波离子推进器的数字孪生体;(2)该数字孪生体的预测结果存在一定差异,通过分析发现该差异与机理模型的精细度以及测试数据集的数据量有关.

为推动航天器以物理试验为主导的模式向以物理试验与虚拟试验深度融合的模式转型,针对航天器试验过程中存在的周期长、成本高与其他制造环节海量数据共享困难等问题,提出基于数字孪生和多智能体的智能试验体系架构设计方法.该方法首先建立包含物理空间、数字空间和数学空间的智能试验任务分析范式,基于数字孪生和多智能体的智能试验体系功能建模框架;然后针对智能试验全要素、全过程、全业务的应用背景,设计试验资源、试验过程和试验服务3类智能体的结构模型,并对试验运行机制和技术流程进行优化.以某航天器系统级正样热试验为例搭建了智能试验管控平台,对该方法的可行性和有效性进行验证.结果表明,智能试验管控平台的应用,使得产品试验设计与实施总周期缩短20％、产品试验与工装设计精度提高15％.

为探究保障转子系统高温动平衡的最佳装配参数方法,掌握高温下动平衡的变化规律,提出转子系统各零件装配角矩阵的优化确定方法.基于高温工况下热-结构动平衡理论模型和零件材料特性随温度的非线性变化规律,建立转子系统动平衡随温度变化的解析方程;根据不同装配参数下系统不平衡量和偏移扭矩的差异,把高温动平衡优化问题转换为多目标多变量的优化问题,给出基于非支配排序遗传算法的解决方案;以某弹用涡轮发动机高压转子系统装配为例,在600℃工作环境下对所提方法进行验证,得到该工况下零件最佳装配角矩阵,以及最小化温度对转子系统动平衡的变化量影响,改善了装配质量特性.结果表明,零件装配角对高温工况下转子系统动平衡变化有很大的影响,通过装配参数优化可显著减少高温工况对多零件转子系统动平衡的影响.

To solve the saturation attack problem of guided munitions, a three-dimensional impact time control guidance law with field of view constraint is proposed. The geometric model of guidance and interception is established in three-dimensional space. Based on three-dimensional proportional guidance law and considering the coupling of yaw and pitch channels, additional time error feedback control terms satisfying the spatial field of view constraint are designed by using the sliding mode control technology, so as to ensure that the guided munitions accurately hit the target with the expected attack time while satisfying the spatial field of view constraint. The stability of the proposed three-dimensional impact time control guidance law is strictly proved by Lyapunov stability theory. Finally, the effectiveness of the designed guidance law is verified by simulation comparison.

针对预警机的特殊作用,提出了利用临近空间高超声速飞行器的高度优势与速度优势,对预警机实施打击的概念,设计了反预警的制导律。针对预警机的机动,将其视为外在扰动,利用扩张状态观测器将其扩张为一个新的状态量,并对此状态量进行实时观测,将其补偿到制导指令中,有效解决了拦截末端需用过载过大的问题;同时对攻击目标时的落角进行约束,设计了带有落角约束的滑模制导律。将所设计的制导律与传统的弹道成型制导律作对比,结果表明,在飞行末段,滑模制导律具有更小的过载与视线角速度,相比传统弹道成型更具优势。

探讨了在PDM集成框架下CAPP从PDM数据库中获取产品属性信息、产品结构信息和产品图形信息的方法;研究了CAD/CAPP/PDM系统中数据文档的格式和类型,并将不同格式的文档划分为无格式文档和有格式文档;详细阐述了CAPP生成的工艺文档、工艺要素及属性信息在PDM框架下进行CAPP数据存储的一个模型和应用实例.