操縱的案例
某型無人直升機主旋翼操縱系統線剛度有限元分析
馬敬志 范汪明 邵 松 姜年朝
中國人民解放軍總參謀部第六十研究所
江蘇 南京 210016
摘 要：主旋翼操縱系統是直升機的關鍵部件，其線剛度直接關系到無人直升機的飛行安全。現基于有限元分析方法，采用ANSYS軟件計算了某型無人直升機主旋翼操縱系統的線剛度，為主旋翼系統的設計提供依據。
關鍵詞：無人直升機；操縱系統；線剛度
0 引言
無人直升機主旋翼操縱系統包括舵機系統、自動傾斜器系統、防扭臂組件及推拉桿組件等。采用外置式操縱系統，自動傾斜器分為動環和不動環，分別用于連接變距拉桿和主舵機。操縱過程中，主舵機通過推、拉不動環，動環推、拉變距拉桿，進而驅動旋翼系統完成總距及周期變距操縱。操縱系統作為重要組件，將舵機產生的運動控制槳轂進而操縱主旋翼。操縱系統的安全與否直接關系到直升機的安全飛行，材料的選擇關系到其線剛度及疲勞性能的好壞[1]，要承受較大的交變載荷[2-3]。與所有旋轉結構一樣，旋轉交變載荷導致操縱組件的塑性變形及疲勞斷裂，尤其是連接處的斷裂，嚴重威脅槳轂的使用安全，而且疲勞斷裂會導致直升機墜毀[3-4]，同時操縱系統的線性剛性與旋翼顫振直接相關，會引起直升機的氣彈穩定性問題，所以操縱系統線剛度的設計是否滿足設計要求直接關系到直升機的飛行安全。
1 有限元建模及分析
1.1 建模方法
某型無人直升機主槳轂操縱系統組件的幾何模型如圖1所示，幾個主要部分通過螺栓、軸承連接而成，部分局部連接部件如圖2所示。由于連接部件過于復雜，且本文研究的重點不是局部細微的應力、應變情況，因此對該幾何模型進行了簡化處理，如圖3所示。
1.2 實體建模
在ANSYS軟件中可供選用的solid單元中，四面體單元不如六面體單元計算精度高，特別是涉及小孔邊緣等應力集中區域[5-6]。
展開 研究成果介紹-基于CFD與經驗方法的雙槳雙舵內河船舶操縱運動建模
CFD計算方法驗證
（Wageningen B4-55 + NACA 0020水動力系數CFD計算值與實驗值比較）
舵力模型驗證
（采用本文提出的舵力模型得到的KVLCC2船模-35°回轉實驗仿真結果與實驗結果的比較）
03
模型建立
在驗證了本文提出的操縱運動模型后，本文以雙槳雙舵64箱內河集裝箱船船模為對象，采用上文所述的CFD與經驗公式相結合的方法，建立了其操縱運動模型。
對雙槳雙舵64箱內河集裝箱船一舷的槳舵系統開展CFD仿真，得到的槳舵系統附近流場的壓力及流線分布如下圖所示。
壓力及流線分布
而后，比較了三種舵力模型，即Fujii模型、Liu2017中提出的模型和本文提出的模型。通過與±35°回轉實驗與±20°/±20°Z形實驗數據的比較，可以看出，本文提出的舵力模型能較好地描述操縱運動過程中時歷參數的變化。
三種舵力模型的比較
將雙槳雙舵64箱內河集裝箱船船模-15°回轉實驗與-20°/-20°Z形實驗的時歷參數與仿真值進行比較，如下圖所示。可以看出，本文基于CFD與經驗方法提出的操縱運動模型能較好地捕捉到操縱運動中時歷參數的變化。
展開 設計仿真 | Adams Car 系列講座三：車輛操縱穩定性分析
汽車主動安全性是構筑行駛安全的第一道防線，而汽車的操縱穩定性是汽車主動安全性的重要評價指標，如何保證汽車操縱穩定性從而提升安全性一直是行業需要研究且不斷突破的問題。
Adams car作為專業的車輛設計分析軟件，是如何對汽車操縱穩定性進行研究分析的呢？本期海克斯康直播講堂請到了Adams技術專家趙叢琳講師為大家帶來Adams Car系列講座三：車輛操縱穩定性分析，從整車操縱穩定性分析的目的與評價指標到整車操縱穩定性分析演示，帶您深入了解Adams car的強大功能應用，趕快報名吧！
研究成果介紹-基于CFD與經驗方法的雙槳雙舵內河船舶操縱運動建模
CFD計算方法驗證
（Wageningen B4-55 + NACA 0020水動力系數CFD計算值與實驗值比較）
舵力模型驗證
（采用本文提出的舵力模型得到的KVLCC2船模-35°回轉實驗仿真結果與實驗結果的比較）
03
模型建立
在驗證了本文提出的操縱運動模型后，本文以雙槳雙舵64箱內河集裝箱船船模為對象，采用上文所述的CFD與經驗公式相結合的方法，建立了其操縱運動模型。
對雙槳雙舵64箱內河集裝箱船一舷的槳舵系統開展CFD仿真，得到的槳舵系統附近流場的壓力及流線分布如下圖所示。
壓力及流線分布
而后，比較了三種舵力模型，即Fujii模型、Liu2017中提出的模型和本文提出的模型。通過與±35°回轉實驗與±20°/±20°Z形實驗數據的比較，可以看出，本文提出的舵力模型能較好地描述操縱運動過程中時歷參數的變化。
三種舵力模型的比較
將雙槳雙舵64箱內河集裝箱船船模-15°回轉實驗與-20°/-20°Z形實驗的時歷參數與仿真值進行比較，如下圖所示。可以看出，本文基于CFD與經驗方法提出的操縱運動模型能較好地捕捉到操縱運動中時歷參數的變化。
展開 
ADAMS整車操縱穩定性
整車操縱穩定性分為兩個方面：
操控性——指的是汽車能夠確切的響應駕駛員轉向指令的能力
穩定性——指的是汽車受到外界擾動后恢復原來運動狀態的能力
整車操縱穩定性分析前，我們需要了解：
汽車操縱穩定性試驗方法（GB/T 6323-2014）
該國標規定了試驗方法，整車狀態，仿真時參考國標規定的方法進行仿真，以便后續進行評價。
汽車操縱穩定性指標限值與評價方法（QC/T 480-1999）
該行標規定了基本的操縱穩定性評價指標，相對而言指標較為寬松。
上述兩點可查閱相關的國標和行標。
整車操縱穩定性試驗項目：
蛇形試驗，仿真結果如下圖所示，僅供參考。
轉向瞬態響應試驗（轉向盤轉角階躍輸入和轉向盤轉角脈沖輸入）
轉向回正性能試驗
轉向輕便性試驗，仿真結果如下圖所示，僅供參考。
5. 穩態回轉試驗，仿真結果如下圖所示，僅供參考。
6. 轉向盤中心區操縱穩定性試驗
展開 四措施嚴控短線操縱
四措施嚴控短線操縱
四措施嚴控
針對目前市場短線操縱多發的特點，前述上交所人士表示，將采取四項主要措施嚴控操縱。
一是加強監管信息的主動搜集和監控混合機提升信息處理效率，增強對異常交易線索的發現能力和快速反應能力。
本報記者獲得的信息顯示，在交易所，有一個“高危賬戶”的“黑名單”數據庫，即較頻繁發生異常交易或慣于短線操縱的賬戶，受到重點關注和監控，并進行定期排查、及時更新。其中莫建軍賬戶此前就屬此列。
據相關人士介紹，莫建軍在受到證監會調查期間混合機及收到行政處罰書之后，還受到過交易所的電話警示。
二是增強監管聯動，提升監管執行力。
“一方面強化會員協同監管職責膠帶發揮會員客戶管理職能，形成與會員間雙向監管信息傳播渠道；另一方面，加強與證監會相關部門的及時溝通，開展交易核查，發現問題快速查處。”前述人士說。
三是強化數據分析能力，提升案件報告效率。
上交所近年來對短線操縱行為的類型文件加密軟件特點和手法等進行全面總結分析，研究和開發了針對性的分析模塊及方法。
如針對開盤、收盤及漲跌停等特定時段乳化機設置了專項監控，進行跟蹤分析，以便掌握線索。
四是進一步完善現有監管規則體系分散機加大相關配套規則指引的研推力度，為監控和打擊異常交易和違法違規行為提供更有力的規則支持，同時強化對外宣傳，編寫投資者教育材料和典型案例，加強合規教育。
此外，通過開展監管培訓和現場走訪等形式，督促市場主體加強風險控制和規范投資行為。
展開 操縱穩定性性能分析 ￥5
1 任務來源
2 分析目的
3 模型建立
3.1 整車模型的簡化
3.2 各子系統的簡化
4 前懸架輪跳仿真
5 操縱穩定性分析
5.1 操縱穩定性的目的與意義
5.2 轉向盤角階躍仿真試驗
5.3 穩態回轉的評價
5.4 轉向盤角脈沖輸入試驗評價
5.5 轉向輕便性實驗
5.6 轉向回正性
5.7 蛇形實驗
6 結論
根據 QQ 車型協議書及相關輸出要求，需要對 QQ 車操縱穩定性能進行運動學仿真分析。
2 分析目的
汽車操縱穩定性是汽車的重要性能之一，通過 ADAMS 軟件進行仿真分析，依據國家標準對 QQ 車的操控性能進行評分，從而對 QQ 整車的操控性能進行合理的評價，為設計部門提供參考。
3 模型建立
3.1 整車模型的簡化
汽車是一個極其復雜的多體系統，要將每個零部件納入到仿真模型中進行計算是不必要的，同時也是對計算資源的一種浪費，仿真技術一直以來只是考慮所關心的部分，對不關心的部分或對整個仿真過程影響很小的部分，一般是忽略，車輛的動力學仿真模型也同樣沿用了這種思路。在 ADAMS 的動力學模型中，對無相對運動關系的兩個部件處理為一個部件，ADAMS 是一個多剛體動力學分析軟件，其將變形對分析結果影響不太重要的部件一律按剛體處理，剛體計算只考慮質量特性與連接關系，剛體的形狀對分析無影響。
1. 除輪胎，阻尼元件，彈性元件外，其余部件全部采用剛體，為操縱穩定性及平順性分析所建立的動力學分析模型主要是考慮底盤各個系統之間的運動關系，對車身簡化為一剛性球體。板簧與橫向穩定桿等彈性元件采用柔性體處理。
2. 發動機采用 ADAMS 自帶的發動機模塊，動力傳動系統考慮的是半軸之后的部分。
3. 底盤與車身或車架連接部分全部采用襯套連接。
展開 《流浪地球》運載車的操縱采用"方向球"是基于哪些考慮?
電影開篇的播報中邏輯自洽，有字幕提示"汽車方向球技術極大的減輕了駕駛重型車輛的身體負擔，可以讓更大年齡區間的駕駛員承擔駕駛運載車的任務"，能夠看出主要是因為重型車輛的轉向所需人工操縱力矩大，而方向球能減輕操縱力度。
從觀影效果來說，此前的科幻片中出現過球狀機構控制運載工具的先例，方向球增加了運載車的科技感，看起來顯得高大上。
重點想從“技術設定”層面來談一下想法，采用方向球操縱車輛，推測基于如下考慮:
1.運載車的轉向系統應該是電傳動或線控技術，方向球與轉向輪之間并非機械直接，從而使得操縱省力；左右駕駛位各有主副兩個方向球，增加了系統的安全冗余。
2.方向球類似鼠標軌跡球或手柄的集中操縱單元，球心大致定義了車輛運動中心，擺動方向球的位置相當于給出了駕駛方向意圖，從而可比較輕便地實現一些惡劣路況下的大幅度轉向。
3.運載車采用了全輪驅動(輪轂電機)和全輪轉向技術，可配合方向球的操控，從而實現車輛360度原地轉向甚至車輛橫移等更多轉向操作。
運載車內部布局及方向球操縱示意圖
(參見德國EFT礦車公司曾發明具有20個車輪可原地轉向的電傳動概念礦用車：德國發明360度隨意轉彎卡車，20個輪子能自動卸貨，中國何時引進)
運載車轉向的功能得到加強，但這種“方向球”由于本身各向的自由度多，加上車身隨著路面起伏顛簸，穩定把控的難度反而大，上手也會慢，影片中提及要"正兒八經學五年才能上路"...! 總之不太符合人體工程學，是否有更好的HMI方式?
btw：運載車為何在50年之后還沒有實現完全自動駕駛呢?
展開 某車型操縱穩定性性能分析報告 ￥3
1 任務來源
2 分析目的
3 模型建立
3.1 整車模型的簡化
3.2 各子系統的簡化
4 前懸架輪跳仿真
5 操縱穩定性分析
5.1 操縱穩定性的目的與意義
5.2 轉向盤角階躍仿真試驗
5.3 穩態回轉的評價
5.4 轉向盤角脈沖輸入試驗評價
5.5 轉向輕便性實驗
5.6 轉向回正性
5.7 蛇形實驗
6 結論
根據 QQ 車型協議書及相關輸出要求，需要對 QQ 車操縱穩定性能進行運動學仿真分析。
2 分析目的
汽車操縱穩定性是汽車的重要性能之一，通過 ADAMS 軟件進行仿真分析，依據國家標準對 QQ 車的操控性能進行評分，從而對 QQ 整車的操控性能進行合理的評價，為設計部門提供參考。
3 模型建立
3.1 整車模型的簡化
汽車是一個極其復雜的多體系統，要將每個零部件納入到仿真模型中進行計算是不必要的，同時也是對計算資源的一種浪費，仿真技術一直以來只是考慮所關心的部分，對不關心的部分或對整個仿真過程影響很小的部分，一般是忽略，車輛的動力學仿真模型也同樣沿用了這種思路。在 ADAMS 的動力學模型中，對無相對運動關系的兩個部件處理為一個部件，ADAMS 是一個多剛體動力學分析軟件，其將變形對分析結果影響不太重要的部件一律按剛體處理，剛體計算只考慮質量特性與連接關系，剛體的形狀對分析無影響。
1. 除輪胎，阻尼元件，彈性元件外，其余部件全部采用剛體，為操縱穩定性及平順性分析所建立的動力學分析模型主要是考慮底盤各個系統之間的運動關系，對車身簡化為一剛性球體。板簧與橫向穩定桿等彈性元件采用柔性體處理。
2. 發動機采用 ADAMS 自帶的發動機模塊，動力傳動系統考慮的是半軸之后的部分。
3. 底盤與車身或車架連接部分全部采用襯套連接。
展開 商船三井開始測試AR技術船舶操縱支援系統
AR顯示航海情報on/off對比（白天）
AR顯示航海情報on/off對比（夜間）
10月11日，商船三井宣布，其與古野電氣、商船三井Techno-Trade共同開發的應用AR（增強現實）技術的船舶操縱支援系統將在一艘VLCC上安裝測試。
這艘新建VLCC“SUZUKASAN”號計劃于10月12日完工，將安裝并運營商船三井的新系統，驗證其效果。船舶操縱支援系統以船舶自動識別系統（AIS）的信息為基礎，在船橋前部設置的顯示屏上展示周圍航行的其他船舶和海上浮標等標記物的動態信息，通過AR顯示從船橋上拍攝的圖像，在航行過程中為船員的導航和觀察提供視覺支持。
系統改良前
系統改良后
“BELUGA ACE”號汽車運輸船
今年3月，應用AR技術的船舶操縱支援系統已經安裝在新一代FLEXIE系列汽車運輸船的首制船“BELUGA ACE”號上，而“SUZUKASAN”號上安裝的系統基于“BELUGA ACE”號進行的試驗結果，改良了AR顯示畫面，船長能夠在顯示屏上確認其他船舶的航速、最快接近時間、最接近距離等船舶信息。
未來，商船三井計劃擴大AR技術船舶操縱支援系統的安裝范圍。
展開 資源共享---于ADAMS軟件的多功能車操縱穩定性仿真研究
汽車的操縱穩定性不僅影響到汽車駕駛的操縱方便程度, 而且是決定高速汽車安全行駛的一個主要
性能。文章利用ADAM S 軟件建立了某多功能車(M PV ) 的整車多體動力學模型, 在不同的環境模式下對表征
車輛操縱穩定性能的時域響應與頻率響應特性進行了大量的計算和仿真, 為改進、優化產品提供了重要的參
考數據。
可以在這里下載:
http://www.caenet.cn/paper/Paper.aspx?ID=383
基于ADAMSCar的汽車操縱穩定性仿真分析
? 摘要:利用ADAMS/ Car 軟件建立了某轎車的
操縱動力學多體仿真模型,在考慮了懸架系統、轉向
系統和輪胎等影響的情況下,分析了汽車在轉向盤
轉角階躍輸入及轉向盤轉角脈沖輸入時的轉向特
性。通過對不同車速、不同載荷下的仿真計算,得出
汽車轉向特性在這些條件下的不同表現,揭示了汽
車轉向特性與車速、載荷和輪胎的內在關系,為汽車
操縱穩定性分析提供了參考。
關鍵詞:ADAMS/ Car ; 縱穩定性;仿真系統
基于ADAMSCar的汽車操縱穩定性仿真分析.pdf
『轉貼』汽車操縱逆動力學的現狀與發展
汽車操縱逆動力學的現狀與發展<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-10-22 11:37:53被starliu評為3星級，為發貼者加分60。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font><BR><Font color=#FF0000><B>PS:</B>該帖于2006-10-31 18:36:57被starliu編輯過。</Font>
汽車操縱逆動力學的現狀與發展.pdf
展開 設計仿真 | 馬恒達使用Adams與ODYSSEE機器學習構建頻率相關阻尼器準確預測行駛和操縱性能
頻率選擇減振器（FSD）用于獲得最佳的乘坐和操縱性能。本研究使用定量方法來確定懸架參數的范圍，以提高乘坐舒適性和操縱性能。被動阻尼器使用簡單的非線性曲線（力與速度）建模，該曲線與FSD阻尼器模型的相關性不好。
在現代乘用車的發展過程中，減振器的選擇在很大程度上涉及主觀測試。本文所提出的方法在模擬開發過程中更準確地預測了行駛和操縱性能。
需要一個系統來實時監測和預測懸架支柱的性能。機器學習（ML）和人工智能（AI）已被應用于FSD阻尼器系統的建模和預測。然而，實現ML或AI以建模和預測SUV車輛中液壓氣動支柱的性能的工作尚未完成。因此，目前的這項工作將是開發ML和AI模型以解決這一問題。
為了實現這一目標，需要采用neighbours=3，power=2的逆動力學求解器。我們使用ODYSSEE與Quasar Embedded的集成以及MATLAB Simulink進行ML/AI模型開發。然后，我們比較了兩種ML/AI方法的結果。總試驗數據的80%用于模型的開發和訓練。剩下的20%用于開發模型的測試和驗證。逆動力學模型顯示了FSD阻尼器系統性能預測的期望精度。本文研究結果表明，機器學習方法改善了項目的行駛和操縱預測開發階段，顯著縮短了測試時間。
02
使用ODYSSEE CAE學習測試數據
ODYSSEE CAE是一個獨特而強大的以CAE為中心的創新平臺，允許工程師將機器學習、人工智能、降階建模（ROM）和設計優化應用于工作流程。它允許用戶通過實時預測建模、優化CAE模擬和物理測試數據，創建經濟高效的數字孿生，從而從現代數據科學技術中獲益。
Mahindra研究谷是Mahindra的研究中心，處于數字模擬創新的前沿，以確保每一款新產品的推出都經過對各種車輛屬性的精心設計，為客戶提供愉快的體驗。
展開 論流體力學在船舶操縱中的應用
總結：
在實際操縱中，不一定每次都會出現自己所預判的結果的，因為船的運動還會受到其他多種因素如富裕水深、風向、風速、船速、車速、船舶水下型形、操舵人員的技能、之前的舵令、之前本船的轉頭趨勢等等多種因素影響的，跟船的裝載狀態（滿載或空載，通常空載艏部艏流面積小）也有很大關系；因此，我們應綜合考慮多方面條件（如風、流哪個因數的影響力更大）做出預判，萬一出現了背離，可進一步分析深層次的其他因素。有了對這一基本理論的理解，大家不需要絞盡腦汁去死記硬背什么時候回出現什么現象，只需簡單的綜合分析下，就能想到結果，提前采取相應的預防措施或提前做好相應的應急準備，為我們的航行安全提供更多的保障。
以上是本人近二十年航海經驗的總結，風/流對船體運動的影響是經過很多次驗證的，但狹水道航行的各種情況少有機會實際驗證，實際也就在服務于原中海集運一千箱小船時在廣州伶仃航道碰到過兩/三次。因此，有何不妥之處請指出，有任何不同見解歡迎來電討論。
本文來自：上遠船管第二中心
中遠海運發展股份有限公司船長 俞曉剛
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