检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2019年第8期40卷 137-150页

作者：岳振江刘莉余磊康杰北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

飞行器的结构模态参数在线获取对其高效、可靠运行具有重要意义。传统时变结构模态参数辨识方法存在辨识虚假结果较多,抵抗测量数据中的极端异常值能力差等问题,难以有效应用于在线过程。建立一种基于长短时记忆网络的时变结构模态参数... 详细信息

飞行器的结构模态参数在线获取对其高效、可靠运行具有重要意义。传统时变结构模态参数辨识方法存在辨识虚假结果较多,抵抗测量数据中的极端异常值能力差等问题,难以有效应用于在线过程。建立一种基于长短时记忆网络的时变结构模态参数在线辨识网络模型,通过数据集构建过程离线地引入先验信息,同时结合模型自身特性,有效提升制约在线辨识应用的可靠性。实验结果表明:在不同时变规律下,与传统辨识方法相比,在线辨识模型能有效缓解虚假结果问题,同时保证辨识结果的连续性;采用α稳定分布模型对脉冲噪声进行建模,验证了其在测量数据包含由于偶发因素产生的极端异常值时在线辨识鲁棒性。

关键词：时变结构模态辨识在线深度学习虚假模态脉冲噪声

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基于可行方向序列无约束极小化技术外点法的改进协同优化策略

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机械工程学报 2013年第3期49卷 153-162页

作者：龙腾刘莉彭磊北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081 北京理工大学宇航学院北京100081

指出准协同优化策略(Collaborative optimization,CO)存在的数值缺陷及其原因。针对系统级优化不满足Kuhn-Tucker条件所导致的计算困难,提出一种基于可行方向序列无约束极小化技术(Feasible direction sequential unconstrainedminimization technology,FD-SUMT)外点法的改进协同优化策略(Enhanced collaborative optimization with FD-SUMT method,ECO-FSM)。在系统级优化中使用FD-SUMT外点法,该方法不依赖Lagrange乘子并且能够将系统级设计变量限定在设计变量可行域内,避免传统SUMT外点法设计变量越界所导致的异常。利用学科间动态不一致信息更新系统级优化中的罚因子以加速学科间的协调。利用测试问题检验ECO-FSM的性能,并与其他的CO进行比较研究。研究结果表明ECO-FSM消除了系统级优化中设计变量越界的现象,收敛性、数值稳定性以及收敛速度得以显著提高。将ECO-FSM用于亚声速喷气式客机总体方案优化设计,优化结果表明ECO-FSM具有工程实用性。

关键词：协同优化策略可行方向SUMT外点法多学科设计优化

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基于本征正交分解和代理模型的高超声速气动热模型降阶研究

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航空学报 2015年第2期36卷 462-472页

作者：陈鑫刘莉岳振江北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

气动热弹性分析是高超声速飞行器设计的关键技术之一。高超声速飞行器气动热的准确快速预测是气动热弹性分析的重要前提。针对当前气动加热工程计算、数值计算和实验研究均不能很好满足设计要求的问题,采用本征正交分解(POD)与代理模型(... 详细信息

气动热弹性分析是高超声速飞行器设计的关键技术之一。高超声速飞行器气动热的准确快速预测是气动热弹性分析的重要前提。针对当前气动加热工程计算、数值计算和实验研究均不能很好满足设计要求的问题,采用本征正交分解(POD)与代理模型(Surrogate)技术结合的模型降阶(POD-Surrogate)方法,建立了一种快速高效的高超声速气动热降阶模型框架。针对典型高超声速三维翼面气动热预测研究结果表明:当保留的POD基模态个数大于20时,PODKriging方法和POD-RBF(Radial Basis Function)方法的降阶模型得到的翼面温度分布与计算流体力学(CFD)计算温度L∞平均误差分别达到6%和14%,相对均方根误差(NRMSE)平均误差分别达到4%和12%,继续增加POD的基模态并不能提高降阶模型的预测精度;针对高超声速机翼气动热计算,POD-Kriging方法比POD-RBF方法具有更高的精度;针对典型的高超声速三维翼面气动热预测表明:基于POD-Surrogate方法的气动热降阶模型具有较高的精度和效率。

关键词：高超声速气动热本征正交分解代理模型降阶模型

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考虑附加力影响的弹性体远程火箭弹弹道分析

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机械工程学报 2019年第12期55卷 196-204页

作者：魏钊龙腾李怀建王祝刘莉北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

远程火箭弹具有长细比大、射程远的特点,为提高弹道分析精度,有必要充分考虑气动弹性和其它附加力的影响。以远程火箭弹非线性运动方程为基础,考虑气动弹性效应,分别采用细长体理论和气动导数法计算弹身和弹翼舵面产生的非定常气动力,... 详细信息

远程火箭弹具有长细比大、射程远的特点,为提高弹道分析精度,有必要充分考虑气动弹性和其它附加力的影响。以远程火箭弹非线性运动方程为基础,考虑气动弹性效应,分别采用细长体理论和气动导数法计算弹身和弹翼舵面产生的非定常气动力,并考虑地球自转和发动机燃料变化所引起的附加力以及地球曲率的影响,建立弹性体远程火箭弹六自由度运动模型。通过弹道仿真,对比分析气动弹性、附加力和结构刚度对远程火箭弹脱靶量的影响。仿真对比结果表明,气动弹性和附加力都对远程火箭弹脱靶量产生影响,且附加力与气动弹性高度耦合,在考虑气动弹性效应的前提下,附加力对远程火箭弹脱靶量的影响被显著放大,因此在全弹道仿真分析中必须同时考虑气动弹性和附加力的耦合影响;弹体结构刚度越小,远程火箭弹的脱靶量越大,在远程火箭弹初步设计中,应保证弹体结构刚度以确保命中精度。

关键词：远程火箭弹气动弹性附加力结构刚度全弹道仿真脱靶量

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基于设计能力的设计资源聚合方式

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计算机集成制造系统 2015年第9期21卷 2296-2311页

作者：曹啸博许承东胡春生刘朝阳北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081 北京理工大学宇航学院北京100081

为实现复杂产品设计过程中设计资源的合理分配与重用,对各类设计资源的聚合方式进行了研究。针对复杂产品设计过程中的设计资源组织与优化需求,提出了设计资源聚合方式的研究侧重点。对资源聚合进行了定义,并规范了资源聚合过程中应该... 详细信息

为实现复杂产品设计过程中设计资源的合理分配与重用,对各类设计资源的聚合方式进行了研究。针对复杂产品设计过程中的设计资源组织与优化需求,提出了设计资源聚合方式的研究侧重点。对资源聚合进行了定义,并规范了资源聚合过程中应该遵循的原则。对设计资源的设计能力属性与设计行为方式进行了分析,建立了设计资源模型与设计能力模型。从设计能动性的角度提出了知识类资源模块化和实体类资源单元化两种聚合方式,并给出了相关实例。两种设计资源聚合方式被集成应用到弹箭产品集成设计平台中,相关功能模块的应用效果证明了两种设计资源方式的可行性。

关键词：资源聚合面向服务架构虚拟设计单元设计能力产品设计

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三体轨道动力学研究进展

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力学学报 2021年第5期53卷 1223-1245页

作者：李翔宇乔栋程潏北京理工大学宇航学院北京100081 飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081 深空探测导航与控制工信部重点实验室北京100081

三体系统轨道动力学问题是航天动力学领域中的经典问题,具有丰富的理论与工程意义,并将在人类由近地延伸到深空的航天活动过程中起到至关重要的作用.本文回顾并总结了三体系统轨道动力学相关研究进展,并结合未来的深空探测的发展趋势,... 详细信息

三体系统轨道动力学问题是航天动力学领域中的经典问题,具有丰富的理论与工程意义,并将在人类由近地延伸到深空的航天活动过程中起到至关重要的作用.本文回顾并总结了三体系统轨道动力学相关研究进展,并结合未来的深空探测的发展趋势,展望了三体系统轨道动力学研究中的热点与挑战.首先阐述了三体问题的研究背景及意义,简要回顾了三体系统动力学模型的发展历程.其次,系统概述了三体系统平衡点附近的局部运动特性,介绍了平衡点附近周期轨道解析与数值求解方法,给出了拟周期运动的最新进展.同时总结了共振轨道、循环轨道、自由返回轨道等三类三体系统全局周期运动的动力学特性与研究进展.再次,从不变流形理论和弱稳定边界理论两个方面综述了三体系统中低能量转移与捕获轨道设计的研究进展.最后,综述了三体系统轨道动力学在编队飞行、导航星座设计两方面的应用,并展望了全月面覆盖轨道设计、三体系统下的小推力轨道优化和三体系统的三角平衡点开发利用中值得关注的轨道动力学与控制问题.

关键词：三体问题轨道动力学周期运动捕获轨道转移轨道

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小推力地球卫星圆轨道同轨调相设计方法研究

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宇航学报 2013年第1期34卷 1-8页

作者：王帅尚海滨崔平远黄翔宇北京理工大学宇航学院飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081 空间智能控制技术重点实验室北京100190

在研究小推力地球卫星圆轨道同轨调相任务设计问题的基础上,提出了一种半解析调相参数分析方法,并据此发展了一种高效的精确设计方法。首先,根据推力方向对卫星相位角的影响规律,采用推力方向假设和轨道平均技术推导了调相轨道参数满足... 详细信息

在研究小推力地球卫星圆轨道同轨调相任务设计问题的基础上,提出了一种半解析调相参数分析方法,并据此发展了一种高效的精确设计方法。首先,根据推力方向对卫星相位角的影响规律,采用推力方向假设和轨道平均技术推导了调相轨道参数满足的函数关系,通过微分修正可快速获得调相轨道的关键参数;然后,基于摄动轨道动力学模型,通过对控制量进行离散化建立了复杂约束条件下的燃料最省调相轨道设计模型,并以初始分析结果为初值,采用序列二次规划算法进行求解;最后,以地球同步轨道调相任务为例对所提方法进行了数值验证。数值仿真结果表明:提出的初始分析方法可为调相轨道设计提供合理的初值猜测,发展的鲁棒设计方法可有效用于摄动模型复杂约束下的小推力调相轨道设计。

关键词：地球卫星小推力调相轨道轨道设计同步轨道

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声波超材料设计的力学原理与进展

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固体力学学报 2016年第5期37卷 387-397页

作者：张宏宽周萧明北京理工大学宇航学院飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

声波超材料是一种特殊的人工复合材料,它基于连续介质力学理论描述,通过对微观结构的精心设计,在宏观上获得反常规的动态材料属性,如负动态质量,负动态模量,负折射率等.超材料的出现为实现波动控制提供了可能,相关研究在工程领域具有潜... 详细信息

声波超材料是一种特殊的人工复合材料,它基于连续介质力学理论描述,通过对微观结构的精心设计,在宏观上获得反常规的动态材料属性,如负动态质量,负动态模量,负折射率等.超材料的出现为实现波动控制提供了可能,相关研究在工程领域具有潜在的应用价值.论文着重阐述了弹性固体超材料、声波超材料、超表面、主动超材料的设计原理与相关研究进展,所述原理对于波控结构的设计与制备实现具有指导意义.

关键词：声波超材料波动控制人工复合材料局域共振主动超材料

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高超声速滑翔飞行器三维自主再入制导方法

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南京航空航天大学学报 2014年第3期46卷 463-468页

作者：吴旭忠唐胜景郭杰北京理工大学宇航学院飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

在严苛的热流、动压、过载等约束下,为了使高超声速滑翔飞行器在无动力再入过程中经过预先设定的航路点最终到达末端能量管理界面,提出一种基于轨迹在线生成加跟踪制导思路的三维自主再入制导方法。将再入轨迹分为初始下降段和滑翔段。... 详细信息

在严苛的热流、动压、过载等约束下,为了使高超声速滑翔飞行器在无动力再入过程中经过预先设定的航路点最终到达末端能量管理界面,提出一种基于轨迹在线生成加跟踪制导思路的三维自主再入制导方法。将再入轨迹分为初始下降段和滑翔段。初始下降段采用定常迎角和倾斜角策略。滑翔段轨迹在线生成分解为纵向规划和侧向规划:纵向规划中用于确定航程的阻力加速度-能量剖面由再入走廊上边界和下边界内插得到,侧向规划采用降阶的侧向运动方程根据航路点约束确定倾侧角反转的时刻。最后对该制导方法进行了仿真分析,仿真结果表明该制导方法能够在满足各种路径和终端约束要求下完成制导任务。

关键词：飞行器设计轨迹规划再入制导

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利用引力辅助的行星际周期轨道间转移研究

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中国科学：技术科学 2013年第3期43卷 337-346页

作者：王帅尚海滨吴伟仁北京理工大学宇航学院飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081 探月与航天工程中心北京100037

三体动力学系统动平衡点附近存在的周期轨道在空间探测任务中有着重要的应用价值.本文研究了流形不相交三体系统周期轨道间的转移问题,提出了一种结合流形和引力辅助技术的转移轨道设计方法.首先通过定义近拱点庞加莱映射搜索周期轨道... 详细信息

三体动力学系统动平衡点附近存在的周期轨道在空间探测任务中有着重要的应用价值.本文研究了流形不相交三体系统周期轨道间的转移问题,提出了一种结合流形和引力辅助技术的转移轨道设计方法.首先通过定义近拱点庞加莱映射搜索周期轨道不变流形的近拱点,然后给出了任意初始状态达到一定双曲超速所需速度增量的计算方法,从而得到了最佳逃逸流形和捕获流形的选择依据,并结合等高线图法与近拱点庞加莱映射分析了周期轨道利用该方式进行逃逸或捕获的性质.在此基础上,基于受摄三体模型建立了流形逃逸点到捕获点转移轨道的优化模型,通过微分修正策略将优化模型化简为仅有两个参数的无约束优化问题,并采用单纯形算法进行了求解.以地球-火星和地球-金星转移为例对所提方法的有效性进行了验证,数值结果表明:结合流形和引力辅助技术可有效降低周期轨道间转移的能量消耗.

关键词：周期轨道轨道设计流形技术引力辅助庞加莱映射微分修正

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