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航天器着陆碰撞动力学CUDA并行计算技术 被引量：1
1
作者 高树义 谷良贤 +2 位作者 张方 陈国平 李杨 《航天器工程》 2014年第1期25-31,共7页
航天器着陆接触碰撞过程中的瞬态响应计算,涉及到几何非线性、接触非线性和材料非线性,计算过程复杂,计算量大。为此,文章将统一计算架构(CUDA)技术应用到接触碰撞问题的并行显式积分计算,研究了质量矩阵和刚度矩阵的并行生成方法,并将... 航天器着陆接触碰撞过程中的瞬态响应计算,涉及到几何非线性、接触非线性和材料非线性,计算过程复杂,计算量大。为此,文章将统一计算架构(CUDA)技术应用到接触碰撞问题的并行显式积分计算,研究了质量矩阵和刚度矩阵的并行生成方法,并将基于中心差分法的求解过程并行化实施。仿真算例表明:并行算法计算结果准确,较大地提高了计算仿真分析的效率,可为航天器着陆过程中冲击动力学计算的快速和高精度实现奠定基础。 展开更多
关键词 航天器着陆 并行计算 中心差分法
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第四届全国航天飞行动力学技术研讨会征文通知
2
《飞行器测控学报》 CSCD 2015年第2期132-132,152,共2页
为交流总结我国在航天飞行动力学研究及应用领域的最新研究成果,探讨我国当前及今后开展航天器飞行动力学研究和应用的新思路、新技术、新途径,促进我国航天飞行动力学技术的进步,为我国航天任务和空间科学研究提供支持和帮助,中国宇航... 为交流总结我国在航天飞行动力学研究及应用领域的最新研究成果,探讨我国当前及今后开展航天器飞行动力学研究和应用的新思路、新技术、新途径,促进我国航天飞行动力学技术的进步,为我国航天任务和空间科学研究提供支持和帮助,中国宇航学会飞行器测控专业委员会拟联合航天飞行动力学技术重点实验室共同举办＂第四届全国航天飞行动力学技术专题研讨会＂。会议拟定于2015年10月中下旬在厦门召开（具体时间、地点另行通知）。欢迎国内有关单位的同行、 展开更多
关键词 航天飞行动力学 中国宇航学会 会议拟定 航天任务 技术专题 研究成果 空间科学研究 飞行器测控 保密审查证明 应用领域
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“第二届全国航天飞行动力学技术研讨会”征文通知
3
《飞行器测控学报》 CSCD 2013年第2期188-188,共1页
为交流总结我国在航天飞行动力学研究及应用领域的最新研究成果，探讨我国当前及今后开展航天器飞行动力学研究和应用的新思路、新技术、新途径，促进我国航天飞行动力学技术的进步，为我国航天任务和空间科学研究提供技术支撑，中国宇... 为交流总结我国在航天飞行动力学研究及应用领域的最新研究成果，探讨我国当前及今后开展航天器飞行动力学研究和应用的新思路、新技术、新途径，促进我国航天飞行动力学技术的进步，为我国航天任务和空间科学研究提供技术支撑，中国宇航学会飞行器测控专业委员会拟联合航天飞行动力学技术重点实验室共同举办“第二届全国航天飞行动力学技术研讨会”。会议拟定于2013年10月召开（具体时间、地点另行通知）。 展开更多
关键词 飞行动力学 技术研讨会 航天器 征文通知 中国宇航学会 重点实验室 专业委员会 飞行器测控
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“第一届全国航天飞行动力学技术研讨会”征文通知
4
《飞行器测控学报》 2011年第5期10-10,65,共2页
为交流总结我国在航天飞行动力学研究及应用领域的最新研究成果,探讨我国当前及今后开展航天器飞行动力学研究和应用的新思路、新技术、新途径,促进我国航天器飞行动力学技术的进步,
关键词 飞行动力学 技术研讨会 航天器 征文通知 研究成果 新技术 应用
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太阳帆航天器悬浮轨道动力学与控制 被引量：11
5
作者 钱航 郑建华 +1 位作者 于锡峥 高东 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期458-464,共7页
基于线性动力学模型和非线性动力学模型,研究了太阳帆航天器日心悬浮轨道保持与控制问题.首先,推导出了柱坐标形式的太阳帆动力学方程,并在参考悬浮轨道附近线性化以建立状态方程,然后对状态方程进行可控性分析.通过合理选择控制变量加... 基于线性动力学模型和非线性动力学模型,研究了太阳帆航天器日心悬浮轨道保持与控制问题.首先,推导出了柱坐标形式的太阳帆动力学方程,并在参考悬浮轨道附近线性化以建立状态方程,然后对状态方程进行可控性分析.通过合理选择控制变量加权矩阵R,用线性二次型调节器(LQR)对线性模型进行控制.将得到的控制律代入非线性模型中进行验证,表明该控制律渐近稳定,并且具有良好的控制精度,可实现太阳帆悬浮轨道控制. 展开更多
关键词 太阳帆 悬浮轨道 可控性 线性二次型调节器
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嫦娥三号探测器连续姿控的轨道动力学模型补偿及实现 被引量：14
6
作者 张宇 曹建峰 +2 位作者 段建锋 陈明 段成林 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期489-495,共7页
针对嫦娥三号探测器的连续姿控喷气对飞行轨道产生的扰动影响,在精密定轨中建立了经验力补偿模型,并使用最小二乘估计算法计算经验力模型参数与探测器轨道。通过重叠弧段轨道精度评估法对该模型补偿效果进行了验证,结果显示,定轨预报的... 针对嫦娥三号探测器的连续姿控喷气对飞行轨道产生的扰动影响,在精密定轨中建立了经验力补偿模型,并使用最小二乘估计算法计算经验力模型参数与探测器轨道。通过重叠弧段轨道精度评估法对该模型补偿效果进行了验证,结果显示,定轨预报的星历误差以及拟合残差均有所改善,特别是环月轨道的定轨精度由百米量级提高到十米量级。 展开更多
关键词 嫦娥三号 姿控喷气 轨道动力学 模型补偿
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自主机动空间绳网机器人设计与动力学建模 被引量：8
7
作者 马骏 黄攀峰 +1 位作者 孟中杰 胡仄虹 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1316-1322,共7页
设计了一种新型"平台+绳系+柔性网+自主机动单元"结构的空间机器人系统,较强的机动能力和较大的任务范围使其在空间垃圾清理任务中具有显著的优势。详细描述了自主机动空间绳网机器人的概念、任务过程和特点。为了分析自主机... 设计了一种新型"平台+绳系+柔性网+自主机动单元"结构的空间机器人系统,较强的机动能力和较大的任务范围使其在空间垃圾清理任务中具有显著的优势。详细描述了自主机动空间绳网机器人的概念、任务过程和特点。为了分析自主机动空间绳网机器人逼近目标过程开始时柔性网网型的变化趋势,采用质量集中法建立了逼近过程的动力学模型,模型中将柔性网离散化为无质量弹性杆和质点的集合,同时考虑了自主控制力的作用。在不同条件下对逼近过程中的网型变化进行了数字仿真,仿真结果表明:逼近过程开始时,自主机动单元无控状态下柔性网将产生收口运动,且收口运动的强弱与自主机动单元和柔性网的初速有关;逼近轨迹也将偏离目标方向。通过自主机动单元的自主控制力能够避免收口运动和逼近方向偏移的产生。 展开更多
关键词 自主机动 空间绳网机器人 动力学模型
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空间机器人抓捕目标后动力学参数辨识研究 被引量：6
8
作者 罗建军 薛爽爽 +1 位作者 马卫华 王明明 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1411-1418,共8页
针对自由漂浮空间机器人抓捕目标后的动力学参数辨识问题,提出一种参数辨识的持续激励轨迹设计方法。首先,基于动量守恒原理建立了自由漂浮空间机器人的动力学参数辨识模型;然后,采用有限傅里叶级数对空间机器人的机械臂关节运动轨迹进... 针对自由漂浮空间机器人抓捕目标后的动力学参数辨识问题,提出一种参数辨识的持续激励轨迹设计方法。首先,基于动量守恒原理建立了自由漂浮空间机器人的动力学参数辨识模型;然后,采用有限傅里叶级数对空间机器人的机械臂关节运动轨迹进行参数化表示,并以参数辨识回归矩阵条件数最小化为指标,通过求解一个包含多约束的非线性优化问题得到傅里叶级数的待定系数;最后,采用基于QR分解的递推最小二乘估计方法实现对采样数据的序贯处理,并求解出待辨识参数。仿真结果表明,提出的激励轨迹设计方法可以显著提高空间机器人参数辨识的收敛速度和准确性。 展开更多
关键词 自由漂浮空间机器人 动力学参数辨识 持续激励 约束非线性优化
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空间绳系机器人系统动力学建模与仿真研究 被引量：7
9
作者 胡仄虹 黄攀峰 孟中杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期28-38,共11页
针对经典"珠子"模型在计算精度和求解速度方面的不足,提出了一种基于有限单元法的高精度建模与快速求解方法。首先在考虑系绳非线性应力-应变关系的基础上,利用Hamilton原理和C-W方程推导了系统在轨道坐标系下的动力学模型,... 针对经典"珠子"模型在计算精度和求解速度方面的不足,提出了一种基于有限单元法的高精度建模与快速求解方法。首先在考虑系绳非线性应力-应变关系的基础上,利用Hamilton原理和C-W方程推导了系统在轨道坐标系下的动力学模型,然后使用三阶的一维单元对系绳进行了离散化处理,并给出了一种利用纽马克-β法进行预估,由Newton-Raphson法进行迭代校正的高效时域求解算法,从而实现了对于系统状态的高精度快速求解。仿真结果表明:与经典的"珠子"模型相比,在分段长度相近的情况下,本文的方法不仅求解精度更高,而且计算速度能够提高至少10倍,另外还能够避免仿真过程中张力出现虚假振荡。 展开更多
关键词 空间绳系机器人 有限单元法 HAMILTON原理 Newton—Raphson迭代
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辐射开环空间绳系机器人编队动力学及控制 被引量：3
10
作者 马骏 黄攀峰 孟中杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期794-801,共8页
提出了一种新型辐射开环空间绳系机器人编队系统,其在编队稳定性、任务灵活性及燃料消耗等方面具有明显的优势。针对辐射开环空间绳系机器人编队系统自旋运动过程中的构型误差控制问题,首先建立了编队系统的自旋动力学模型;然后分析了... 提出了一种新型辐射开环空间绳系机器人编队系统,其在编队稳定性、任务灵活性及燃料消耗等方面具有明显的优势。针对辐射开环空间绳系机器人编队系统自旋运动过程中的构型误差控制问题,首先建立了编队系统的自旋动力学模型;然后分析了空间绳系机器人的绳系拉力和空间平台的自旋扭矩对编队系统自旋运动中出现的构型误差的控制能力;设计了一种依靠空间绳系机器人绳系拉力和空间平台自旋扭矩作为控制量,对构型误差进行控制的协调控制方法;最后通过数字仿真进行了校验和分析。仿真结果表明:设计的协调控制方法能够明显改善编队系统自旋运动中构型误差的控制效果。 展开更多
关键词 空间绳系机器人 编队 自旋 协调控制
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太阳帆柔性结构动力学仿真分析 被引量：8
11
作者 马鑫 杨萱 +1 位作者 郑建华 杨华 《空间控制技术与应用》 2014年第3期36-40,46,共6页
研究了太阳帆结构的有限元仿真分析问题.针对太阳帆航天器实际结构特点,建立合理的有限元模型;得出合理的边界预紧力的大小与方向;给出太阳帆航天器伸展臂对预紧力的屈曲模态分析以及屈曲临界载荷;进行了太阳帆结构的无预紧力结构模态... 研究了太阳帆结构的有限元仿真分析问题.针对太阳帆航天器实际结构特点,建立合理的有限元模型;得出合理的边界预紧力的大小与方向;给出太阳帆航天器伸展臂对预紧力的屈曲模态分析以及屈曲临界载荷;进行了太阳帆结构的无预紧力结构模态分析与有预紧力结构模态分析,并对结果进行了比较.研究结果表明,太阳帆航天器预紧力结构模态分析更为合理,为太阳帆航天器控制系统工程设计与仿真提供了参考数据基础. 展开更多
关键词 太阳帆 有限元仿真 预紧力 模态分析 屈曲
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基于区域路标引导的月面大范围高效行驶导航技术
12
作者 刘传凯 魏晓东 +4 位作者 王晓雪 袁春强 刘茜 胡晓东 黄钊 《载人航天》 CSCD 北大核心 2024年第3期337-345,共9页
载人月球探测任务中,受月面环境的复杂性和车载系统配置的限制,仅依靠车载导航系统难以全自主实现精确导航,需要遥操作中心对载人车大范围移动进行智能化支持。针对载人车在复杂月面环境中进行远距离探测时的高效导航问题,提出了基于区... 载人月球探测任务中,受月面环境的复杂性和车载系统配置的限制,仅依靠车载导航系统难以全自主实现精确导航,需要遥操作中心对载人车大范围移动进行智能化支持。针对载人车在复杂月面环境中进行远距离探测时的高效导航问题,提出了基于区域路标引导的月面大范围高效行驶导航方法,通过分析载人车导航相机成像区域,将全路线可视区域中的月坑构建为月面路标图;并利用载人车导航相机图像中的月坑构建导航相机路标图,使用子图匹配的方法确定载人车可视区域内的月坑和环月卫星影像中月坑的对应关系,从而完成载人车位姿的解算。仿真试验结果表明:提出方法可以实现大范围移动过程中的高效导航。 展开更多
关键词 遥操作 机器视觉 子图匹配 视觉定位
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超高速飞行器自适应模糊超螺旋控制律设计
13
作者 岳晓奎 郭容義 +1 位作者 丁一波 王玉浩 《上海航天（中英文）》 CSCD 2024年第3期17-24,36,共9页
针对超高速飞行器多源扰动下高精强鲁棒控制需求,提出了一种自适应模糊超螺旋控制律。首先,给出控制导向的超高速飞行器姿态模型;其次,采用广义超螺旋算法设计控制器,实现滑模变量与跟踪误差的高精收敛;同时,引入高阶齐次观测器估计飞... 针对超高速飞行器多源扰动下高精强鲁棒控制需求,提出了一种自适应模糊超螺旋控制律。首先,给出控制导向的超高速飞行器姿态模型;其次,采用广义超螺旋算法设计控制器,实现滑模变量与跟踪误差的高精收敛;同时,引入高阶齐次观测器估计飞行器复杂扰动,并在控制律中做前馈补偿以提高算法鲁棒性。针对控制增益选取问题,基于模糊算法,通过融合专家经验,建立控制增益与滑模变量直接关联。相较传统自适应方法,该自适应律可实现控制增益快速调节整定,同时兼顾系统响应速度、鲁棒性与抖振抑制需求。最后,以考虑复杂多源干扰的超高速飞行器为对象进行仿真,结果证明了自适应模糊超螺旋控制律的有效性。 展开更多
关键词 超高速飞行器 广义超螺旋算法 高阶齐次观测器 模糊算法 自适应控制
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空间绳系编队的动力学及稳定展开控制研究 被引量：8
14
作者 周合 张帆 黄攀峰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期410-418,共9页
以三角构型的空间绳系编队系统为对象开展了动力学特性分析和稳定展开控制研究。首先,针对以往编队动力学建模的精度问题,采用Lagrange法建立了系统动力学模型,建模时充分考虑了系绳的弹性,可在不增加计算量的同时保留系统的弹性特性。... 以三角构型的空间绳系编队系统为对象开展了动力学特性分析和稳定展开控制研究。首先,针对以往编队动力学建模的精度问题,采用Lagrange法建立了系统动力学模型,建模时充分考虑了系绳的弹性,可在不增加计算量的同时保留系统的弹性特性。其次,根据所建立的动力学模型,定量分析了编队自旋稳定时自转角速度的范围,为之后的稳定展开控制提供理论依据。由于受制于执行机构精度和控制输入的限制,空间绳系编队系统是一个典型的欠驱动系统,采用分层滑模实现编队的稳定展开控制,仿真结果验证了该控制方法的有效性。 展开更多
关键词 空间绳系编队 动力学分析 展开控制 分层滑模
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木星探测器轨道计算中的动力学 被引量：1
15
作者 曹建峰 黄勇 +3 位作者 段建锋 秦松鹤 张宇 李勰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1251-1258,共8页
针对木星探测任务中轨道计算所面临的轨道动力学问题进行研究。首先,对木星探测轨道计算中涉及的时空参考系进行概述,比较了木星动力学时(TDJ)与质心动力学时(TDB)的差异;其次,对木星的定向参数模型及转换关系进行描述,给出了木星天球... 针对木星探测任务中轨道计算所面临的轨道动力学问题进行研究。首先,对木星探测轨道计算中涉及的时空参考系进行概述,比较了木星动力学时(TDJ)与质心动力学时(TDB)的差异;其次,对木星的定向参数模型及转换关系进行描述,给出了木星天球参考系与固联参考系的转换关系;再次,对木星探测器定轨计算中所需考虑的动力学模型进行讨论,提供了各类摄动加速度计算所需的公式;最后,对木星探测器JUNO的星历数据进行动力学拟合,检验了动力学模型的正确性。 展开更多
关键词 木星探测 轨道计算 时空参考系 动力学模型
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地面和空间机械臂的动力学等效条件与控制相似律 被引量：1
16
作者 宗立军 罗建军 +1 位作者 王明明 袁建平 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1521-1529,共9页
针对如何在地面机械臂上有效验证空间机械臂控制律的问题,本文研究空间机械臂和地面机械臂系统间的动力学等效条件和控制相似律.首先,基于量纲分析研究地面机械臂和空间机械臂之间的动力学等效条件,并基于等效条件设计地面机械臂系统.其... 针对如何在地面机械臂上有效验证空间机械臂控制律的问题,本文研究空间机械臂和地面机械臂系统间的动力学等效条件和控制相似律.首先,基于量纲分析研究地面机械臂和空间机械臂之间的动力学等效条件,并基于等效条件设计地面机械臂系统.其次,基于量纲分析建立空间和地面机械臂系统间的控制相似律,设计的空间机械臂控制律通过控制相似律将可以转化为地面机械臂相应的控制律.最后,考虑地面机械臂基座往往无法和空间机械臂的基座航天器一样进行全6自由度运动,以及地面机械臂运动时受到重力影响,使得地面机械臂不再满足动力学等效条件,基于反馈线性化技术设计一种地面机械臂的动力学误差补偿策略,使得地面机械臂和空间机械臂具有相似的闭环动力学行为.这样,空间机械臂的控制律可以在设计的地面机械臂上进行验证,仿真中以在地面机械臂上验证空间机械臂的PID控制器为例说明所提方法的有效性. 展开更多
关键词 空间机械臂 地面机械臂 量纲分析 动力学等效条件 控制相似律
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仿生抗冲击Stewart隔振平台的动力学与控制 被引量：2
17
作者 彭远生 代洪华 +1 位作者 张皓 岳晓奎 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期258-266,共9页
空间非合作目标柔顺抓捕过程中伴随有碰撞、强冲击等问题,因此必须设计具有高效隔振性能的隔振系统。设计了基于仿生抗冲击结构的Stewart隔振平台,通过隔振平台的仿生抗冲击特性实现抓捕过程中服务航天器的隔振保护。隔振平台的理论动... 空间非合作目标柔顺抓捕过程中伴随有碰撞、强冲击等问题,因此必须设计具有高效隔振性能的隔振系统。设计了基于仿生抗冲击结构的Stewart隔振平台,通过隔振平台的仿生抗冲击特性实现抓捕过程中服务航天器的隔振保护。隔振平台的理论动力学建模以拉格朗日动力学方程为基础,借助ADAMS软件验证了理论建模的正确性。仿真对比发现,设计的隔振平台的被动隔振性能优于基于线性弹簧阻尼隔振器的Stewart隔振平台。进一步研究了隔振平台参数对隔振性能的影响。采用反馈线性化的控制方法对隔振平台进行主动隔振控制,克服了被动隔振的速度漂移问题。研究表明设计的新型隔振平台具有优良的隔振性能,为非合作目标柔顺抓捕中的隔振系统选择提供了有效参考。 展开更多
关键词 仿生抗冲击结构 非合作目标柔顺抓捕 主被动隔振 STEWART平台 动力学 ADAMS 仿真 反馈线性化
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一种改进的轨道动力学模型
18
作者 杨梦洁 袁建平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期154-162,共9页
航天器的矢径可以分解为矢径模和单位矢量的乘积,利用该性质将传统轨道动力学方程分解为矢径模和矢径方向的动力学方程组,实现了航天器位置信息的分离;针对两个方程分别采用常数变易法和四元数描述方法,将轨道动力学模型转化为线性无奇... 航天器的矢径可以分解为矢径模和单位矢量的乘积,利用该性质将传统轨道动力学方程分解为矢径模和矢径方向的动力学方程组,实现了航天器位置信息的分离;针对两个方程分别采用常数变易法和四元数描述方法,将轨道动力学模型转化为线性无奇异的方程组,同时得到了7个新轨道变量,且建立了新轨道变量与惯性系下航天器位置速度信息以及轨道六要素之间的相互转换关系.该轨道模型适用于任意形式的推力和摄动,避免了奇异性,且在虚拟时间的意义下,航天器的旋转角速度只取决于法向力;在常值推力和变推力的情况下,对该模型进行了数值验证,验证了新模型的可适用性、数值稳定性以及计算精度高的优势. 展开更多
关键词 轨道模型 连续推力轨道 轨道机动 常数变易法 四元数
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空间引力波探测正三角形编队动力学机理与控制方法 被引量：6
19
作者 刘培栋 党朝辉 《指挥与控制学报》 CSCD 2021年第3期275-286,共12页
空间引力波探测要求航天器以正三角形编队稳定运行,其形成方式与维持方法面临诸多挑战.对国内外已提出的三类正三角形编队方案进行了对比分析,总结和梳理了各类正三角形构形的内在形成机理,深入探讨了不同构形的摄动演化规律和稳定性条... 空间引力波探测要求航天器以正三角形编队稳定运行,其形成方式与维持方法面临诸多挑战.对国内外已提出的三类正三角形编队方案进行了对比分析,总结和梳理了各类正三角形构形的内在形成机理,深入探讨了不同构形的摄动演化规律和稳定性条件,在此基础上提出了空间正三角形编队的初始化、保持与重构控制原理.研究结果将为空间引力波探测编队构形的设计与控制提供理论基础. 展开更多
关键词 空间引力波探测 正三角形编队 动力学机理 控制方法
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逆向喷流技术在高超声速飞行器上的应用 被引量：15
20
作者 邓帆 谢峰 +4 位作者 黄伟 张栋 焦子涵 尘军 柳森 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期485-495,共11页
高阻力和强烈的气动加热是高超声速飞行器气动设计研究中遇到的两个主要问题。作为一种主动流动控制技术,逆向喷流因其在减阻防热方面的良好效果日益成为研究热点。本文围绕逆向喷流技术在不同外形飞行器上的应用,梳理了其技术发展情况... 高阻力和强烈的气动加热是高超声速飞行器气动设计研究中遇到的两个主要问题。作为一种主动流动控制技术,逆向喷流因其在减阻防热方面的良好效果日益成为研究热点。本文围绕逆向喷流技术在不同外形飞行器上的应用,梳理了其技术发展情况,包括逆向喷流的压比、质量流率以及冷却剂等关键参数的研究,逆向喷流可有效应用于高速再入体的防热,钝头体和升力体的减阻。对其自身表现出的典型物理现象,如流动模态转换、自激振荡的机理进行了详细分析,同时介绍了作者所在研究团队在逆向喷流技术应用于高超声速飞行器上所取得的研究成果,包括飞行器升阻比的提升效果以及滑翔状态下逆向喷流的周期性振荡特性,为此技术在未来的进一步工程化应用提供一定参考及借鉴。 展开更多
关键词 逆向喷流 高速飞行器 压比 质量流率 流动模态转换 减阻 防热
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