在本研究中,首先开发了 F-16 飞机全动力学的详细非线性模型,并用 MATLAB 进行编码。该模型包括重力模型、可变大气参数、表格气动函数、推进模型、非线性控制面驱动模型和六自由度运动方程。然后开发了一种使用上述模型计算所有可能配平值的数值工具。该工具可以计算不同操作点的配平值。在开发的算法中,使用了粒子群优化 (PSO) 方法,这是一种在连续搜索空间上具有高收敛速度的元启发式方法。然后使用开发的模型围绕计算出的配平值进行模拟。模拟结果证实,基于 PSO 的配平算法可以高精度地找到所有配平值。
在这个表达式中,A = dU/dt 是两个框架之间的相对加速度。最终的推论是,如果 A = 0,牛顿运动方程对于两个框架都是相同的(伽利略相对论)。但是,如果 (X, Y, Z) 是一个加速框架,就会出现一个虚拟的惯性力,它似乎会将物体“拉”向左(如果 A > 0)。这在我们日常生活中很常见,比如火车车厢、汽车、飞机等加速时,我们会感到被拉向后方。这种惯性力之所以得到“虚拟”的名称,是因为它们不是“真实”的力:它们不代表物理相互作用。然而,它们非常真实,因为非惯性框架中的物体可以感受到它们。惯性力的一个明显特征是它总是与运动物体的质量成正比。一种不是惯性的但恰好与质量成正比的力就是引力。这促使爱因斯坦研究引力是否实际上是某种惯性力。我们在他的广义相对论中证明了这一点。
由于运载火箭的性能与其飞行控制系统密切相关,因此航天飞行中的一个重大挑战是设计姿态控制算法,以确保运载火箭的稳定性,同时遵循确定的轨迹并抑制外界干扰。本报告旨在描述设计这种控制算法并最终评估其性能的通用方法。首先,回顾了现有的姿态控制方法并介绍了线性控制理论。然后介绍影响运载火箭的重要现象,包括刚体动力学、空气动力学、发动机惯性、下垂模式和弯曲模式。然后,使用给定的案例研究作为示例来估计描述所有这些现象的参数。然后推导线性运动方程,并提出构建车辆及其执行器的状态表示的方法。基于该线性模型,本文描述了一种逐步方法来计算用于处理所有相关现象的稳定 PID 控制器。最后,进行包括稳定性、时间响应、灵敏度和鲁棒性在内的性能分析,以评估控制器行为。
超导性的原因在于电子 - phonon相互作用[5]。微观理论可以用普通的BCS Hamiltonian [5]来制定,其中所有声子变量均被消除。从这个意义上讲,晶格Dynamics的细节是我们主要关注的次要(超导性)。但是,值得注意的是。所有晶格动力学计算从真实的晶格开始。例如,要处理铝,我们从具有经验已知的晶格常数的FCC晶格开始。在周期性晶格盒边界条件的假设下求解了一组离子的运动方程。因此,晶格动力学和Bloch电子动力学中使用的K向量是相同的。k-向量的域可以仅限于同一第一个布里群区域。通俗地说,声子(玻色子)和电子(费米子)生活在同一布里鲁因区域,这相当于说电子和声子共享同一房子(Crystal
可以被认为是谐振子的集合。经典波系统具有这样的运动方程。它们的量子类似物也是振荡器,因此它们的量子描述将涉及类似振荡器的能量和自由度。你还记得振荡器的量子力学能谱是一组等距的能级,E = nǫ(最高为一个总体常数),其中 ǫ 是能量尺度,例如公式 1.3 中的 ǫ = ℏ ω i ,n 是整数 0、1、2、……?你还记得光子的故事吗?量子电磁场用一个整数标记,即处于特定允许状态的光子数?这个整数就是谐振子的 n。我们可以进一步将“计数”与振荡器状态进行类比。想象我们有一个似乎与振荡器无关的系统,比如氢原子。它的能谱为 E = ǫ i ,其中 i 表示状态的量子数。现在想象一下,我们有一组氢原子,并且这些原子不相互作用。该集合的能量为 E = P ni ǫ i ,其中 ni 再次表示集合中的粒子数,
在本研究中,首先开发了 F-16 飞机全动力学的详细非线性模型,并用 MATLAB 编写了代码。该模型包括重力模型、可变大气参数、表格气动函数、推进模型、非线性控制面驱动模型和六自由度运动方程。然后开发了一种使用上述模型计算所有可能配平值的数值工具。该工具可以计算不同操作点的配平值。在开发的算法中,使用了粒子群优化 (PSO) 方法,这是一种在连续搜索空间上具有高收敛速度的元启发式方法。然后使用开发的模型围绕计算出的配平值进行模拟。模拟结果证实,基于 PSO 的配平算法可以高精度地找到所有配平值。引用本文:I. Gumusboga、A. Iftar,“粒子群优化飞机配平分析”《航空航天技术杂志》,第12,第2,第185-196,7 月2019.分段优化和配平分析
摘要 本研究开发了一种轨迹模拟方法,用于估计低空火箭的远地点前飞行参数。旨在发展火箭轨迹的数学模型,并为设计和性能分析提供视角。使用四阶龙格-库塔方法对火箭的运动方程进行积分。首先,研究火箭在飞行过程中的高度、速度、加速度和俯仰角值随时间的变化。其次,动态计算压力中心和重心,以确定飞行过程中火箭静态裕度的变化。这种方法允许模拟提供有关火箭稳定性的信息。通过将数值结果与实际飞行数据和开源软件进行比较,验证了数值结果的准确性。为此,本研究使用了两枚具有设计参数和实际飞行数据的火箭,这些火箭之前曾发射到不同的高度。本研究特别关注非制导、低空、亚音速探空火箭的轨道模拟和稳定性,并强调了建模和仿真在火箭设计和优化中的重要性。
摘要。本文提出了一种新方法,以增强保形映射在地形跟随 (TF) 和地形规避 (TA) 飞行中最佳轨迹规划过程中的应用。新方法使用保形映射概念作为修饰工具,将由于存在障碍物而导致飞行高度受限的受限轨迹规划问题转换为没有障碍物和最小高度约束的再生问题。在这方面,利用 Schwarz-Christoel 定理将高度约束纳入飞机动态运动方程。然后通过数值方法(即直接 Legendre-Gauss-Radau 伪谱算法)求解再生的最优控制问题。优化了飞行时间、地形遮蔽和气动控制力的综合性能指标。此外,为了获得真实的轨迹,在求解算法中将飞机的最大爬升率和下降率作为不等式约束。二维飞行场景的几个案例研究表明该方法在 TF/TA 轨迹规划中的适用性。大量模拟证实了所提方法的有效性,并验证了解决方案的可行性,满足了问题的所有约束。
摘要 无尾飞机固有的偏航控制功率有限和方向稳定性差的缺点。为了在低成本和低风险的无尾配置早期设计过程中解决这些问题,本文提出了一种创新的实验方法来验证控制律并定量评估飞行品质,该方法使用安装在风洞中三自由度试验台上的动态缩放模型。推导了试验台上无尾演示器的运动方程,然后对试验台约束模型和自由飞行模型之间的横向飞行动力学进行了比较。根据缩放修正的飞行品质标准,完成了偏航和滚转运动控制增强系统的构建。通过在不同空速和攻角下的稳定飞行员在环飞行证明了所设计的控制律的有效性。通过应用多步机动进行低阶等效系统辨识来评估所实现的闭环飞行品质。尽管在开环情况下偏航会表现出严重的不稳定性,但荷兰滚模式的闭环飞行品质在低攻角下可以提高到 1 级。
量子电子密度功能理论(QEDFT)为探索真实材料的光学腔中复杂的光 - 物质相互作用提供了有希望的途径。与常规密度 - 功能理论类似,Qedft的Kohn-Sham公式需要近似值来实现通常未知的交换相关功能。除了通常的电子电子交换势外,还需要电子 - 光子交换势。最近的电子 - 光子extron-extron-extrance functional [C. Schäfer等。,Proc。natl。学院。SCI。 美国118,e2110464118(2021)],源自非依赖主义的Pauli-Fierz Hamiltonian的运动方程,在跨弱和强耦合方案的一维系统中显示出强大的性能。 然而,它在更高尺寸的电子密度中的性能尚未探索。 在这里,我们考虑了从一维有限的系统以及弱到强的轻度耦合的Qedft功能近似。 电子 - 光子交换近似在Ultrastrong耦合方面可提供出色的结果。 但是,为了确保在较高维度的弱偶联方向上的准确性,我们引入了电子 - 光子交换功能的计算有效的重新归一化因子,该功能是电子 - 光子相关性的一部分。 这些发现将基于光子交换的功能的适用性扩展到了逼真的腔体系统,从而促进了腔Qed(量子 - 电子动力学)材料工程的范围。SCI。美国118,e2110464118(2021)],源自非依赖主义的Pauli-Fierz Hamiltonian的运动方程,在跨弱和强耦合方案的一维系统中显示出强大的性能。然而,它在更高尺寸的电子密度中的性能尚未探索。在这里,我们考虑了从一维有限的系统以及弱到强的轻度耦合的Qedft功能近似。电子 - 光子交换近似在Ultrastrong耦合方面可提供出色的结果。但是,为了确保在较高维度的弱偶联方向上的准确性,我们引入了电子 - 光子交换功能的计算有效的重新归一化因子,该功能是电子 - 光子相关性的一部分。这些发现将基于光子交换的功能的适用性扩展到了逼真的腔体系统,从而促进了腔Qed(量子 - 电子动力学)材料工程的范围。