检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2022年第9期43卷 643-652页

作者：李辉龙腾孙景亮徐广通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 清华大学精密仪器系北京100084

针对无人机(UAV)三维航迹跟踪过程中由于参考航迹切换导致的跟踪误差大、收敛速度慢等问题,提出了基于自适应视线法(ALOS)的航迹跟踪控制方法。设计自适应接纳圆策略,根据航迹段夹角自适应调节航迹点接纳圆半径,提高参考航迹切换时无人... 详细信息

针对无人机(UAV)三维航迹跟踪过程中由于参考航迹切换导致的跟踪误差大、收敛速度慢等问题,提出了基于自适应视线法(ALOS)的航迹跟踪控制方法。设计自适应接纳圆策略,根据航迹段夹角自适应调节航迹点接纳圆半径,提高参考航迹切换时无人机跟踪精度。设计水平与高度跟踪误差反馈的前视距离自适应调整策略,根据跟踪误差变化实时调整跟踪目标方向,引导无人机快速稳定趋近参考航迹。基于视线法引入自适应接纳圆和前视距离策略,提出自适应视线法。通过定制基于自适应视线法的状态反馈跟踪控制律,实现对参考航迹稳定跟踪。仿真结果表明:提出的自适应视线法相比基于固定接纳圆和固定前视距离的经典视线法能够有效减小跟踪误差,提高收敛速度;相比于非线性导引法,自适应视线法在跟踪精度和收敛速度上更具有优势。

关键词：无人机(UAV) 三维航迹跟踪视线法(LOS) 自适应接纳圆策略自适应前视距离策略

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人体肌骨的多柔体系统动力学研究进展

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力学进展 2022年第2期52卷 253-310页

作者：郭建峤王言冰田强任革学胡海岩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 清华大学航天航空学院北京 100084

人体肌肉骨骼系统简称肌骨系统,包括骨骼、骨骼肌与关节连接,其力学模型是典型的多柔体系统.从多体动力学角度研究肌骨系统,主要关注其在运动过程中的肌肉内力、关节力矩及产生的动力学影响,属于动力学与生物力学的交叉融合.肌骨系统的... 详细信息

人体肌肉骨骼系统简称肌骨系统,包括骨骼、骨骼肌与关节连接,其力学模型是典型的多柔体系统.从多体动力学角度研究肌骨系统,主要关注其在运动过程中的肌肉内力、关节力矩及产生的动力学影响,属于动力学与生物力学的交叉融合.肌骨系统的多体动力学模型已被广泛地应用于临床医学、竞技体育、军事训练、人机工程等诸多领域,其仿真结果可为提高人体运动能力、降低关节载荷与能耗、避免运动损伤、加快康复进程等提供重要计算参考数据.与此同时,上述研究亦对肌骨动力学研究提出了许多新挑战.本文综述了人体肌骨多柔体系统动力学相关研究进展,包括骨骼肌功能解剖与生物力学建模、神经与肌肉控制理论、肌骨系统动力学问题与求解方法,以及近年来肌骨多体动力学在步态分析、飞行员抗荷动作、口颌手术规划等领域的典型应用.与工程领域的机械多体系统相比,人体肌骨多体系统具有肌肉内力主动性与肌肉控制冗余性两大特征.现有骨骼肌模型难以同时考虑肌肉的解剖结构、三维几何与肌力产生的生物化学机制.已有大多数肌骨模型采用静态优化假设消除肌肉冗余性,忽略了肌肉与肌腱内力平衡及兴奋收缩耦联机制.此外,目前仍缺乏实现肌骨模型个性化的无创在体测试手段.未来,人体肌骨多体动力学研究将会向更精确、智能、个性化的方向发展,成为动力学与生物力学交叉的热点研究领域.

关键词：肌骨系统多柔体动力学骨骼肌逆向动力学运动生物力学

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约束过滤器与代理模型辅助的粒子群优化方法

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宇航学报 2024年第12期45卷 1857-1870页

作者：史人赫高南南龙腾叶年辉李昊达北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401121 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

针对飞行器等复杂工程系统优化设计面临的计算求解耗时、可行域收敛困难等问题,提出了一种基于约束过滤器的代理模型辅助粒子群优化方法(SAPSO-CF)。该方法结合粒子群优化框架与径向基函数,有效降低了计算成本。提出一种双重过滤采样策... 详细信息

针对飞行器等复杂工程系统优化设计面临的计算求解耗时、可行域收敛困难等问题,提出了一种基于约束过滤器的代理模型辅助粒子群优化方法(SAPSO-CF)。该方法结合粒子群优化框架与径向基函数,有效降低了计算成本。提出一种双重过滤采样策略,结合基于Kreisselmeier-Steinhauser约束过滤器的全局探索与基于子空间径向基函数的局部搜索,同时改善新增样本的可行性与最优性,引导粒子群优化过程快速收敛。标准数值算例测试结果表明,与GLoSADE、C2oDE方法相比,SAPSO-CF方法在全局收敛性、鲁棒性以及优化效率方面具有优势。采用SAPSO-CF方法求解固体火箭发动机多学科设计优化问题,在满足燃烧室、喷管等学科约束条件下,优化后发动机总冲性能提升了15.3%,且最优性优于GLoSADE方法,验证了SAPSO-CF方法的有效性与工程实用性。

关键词：粒子群优化径向基函数 Kreisselmeier-Steinhauser方程过滤器方法多学科设计优化

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基于样本映射与动态Kriging的飞行器离散连续优化方法

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航空学报 2024年第3期45卷 143-159页

作者：李昊达龙腾史人赫叶年辉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 北京理工大学重庆创新中心重庆401121

针对复杂飞行器系统离散连续混合优化计算成本高、全局收敛性差等问题,提出了一种基于样本映射与动态Kriging的离散连续优化方法(SMDK-DC)。该方法采用Kriging代理模型代替高耗时仿真模型以降低计算成本,并定制一种基于综合曼哈顿距离... 详细信息

针对复杂飞行器系统离散连续混合优化计算成本高、全局收敛性差等问题,提出了一种基于样本映射与动态Kriging的离散连续优化方法(SMDK-DC)。该方法采用Kriging代理模型代替高耗时仿真模型以降低计算成本,并定制一种基于综合曼哈顿距离准则的样本点映射机制,在连续-离散空间内高效生成满足均布性要求的真实样本点。将期望改善度准则与重点采样空间方法相结合,辨识优质新增样本点,持续动态更新Kriging,引导离散连续优化过程快速收敛。标准数值算例测试结果表明,与SOMI、NOMAD等国际同类方法相比,SMDK-DC方法在全局收敛性与鲁棒性方面具有显著优势。使用该方法求解固体火箭发动机多学科设计优化问题,优化方案在满足燃烧室、内弹道等学科约束条件前提下,使得发动机总冲提升12.92%以上,且优化收益较SOMI方法提高1.71%,从而验证了本文工作的有效性与工程实用性。

关键词： Kriging 离散连续混合优化近似优化期望改善度重点采样空间

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线性时变结构模态参数时域辨识方法的研究进展

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机械工程学报 2018年第23期54卷 137-159页

作者：马志赛丁千刘莉周思达天津大学机械工程学院天津300350 天津市非线性动力学与控制重点实验室天津300350 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

随着工程领域的不断拓展,越来越多具有显著时变特性的工程结构进入应用,时变结构动力学问题日渐凸显。从反问题的角度出发,介绍了时变结构动力学问题的研究背景与时变结构模态参数辨识的意义。在对时变结构模态参数辨识方法进行分类的... 详细信息

随着工程领域的不断拓展,越来越多具有显著时变特性的工程结构进入应用,时变结构动力学问题日渐凸显。从反问题的角度出发,介绍了时变结构动力学问题的研究背景与时变结构模态参数辨识的意义。在对时变结构模态参数辨识方法进行分类的基础上,给出了从参数化时域辨识模型中提取“时间冻结”模态参数的过程。系统全面地总结了时变结构模态参数时域辨识方法的研究进展,归纳了现阶段可用于辨识方法验证的实验系统,指出了该领域目前存在的一些问题以及今后需要进一步研究的主要方向。

关键词：线性时变结构模态参数辨识时域

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飞行器非线性气动伺服弹性力学

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力学进展 2021年第3期51卷 428-466页

作者：黄锐胡海岩南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 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

现代飞行器日益呈现结构轻质化、控制系统宽通带和高权限的发展趋势.因此,非定常气动力、柔性结构和主动控制系统三者间的耦合力学成为重要的研究领域.自20世纪80年代起,航空界开始关注受控飞行器的气动弹性稳定性以及主动控制问题,但... 详细信息

现代飞行器日益呈现结构轻质化、控制系统宽通带和高权限的发展趋势.因此,非定常气动力、柔性结构和主动控制系统三者间的耦合力学成为重要的研究领域.自20世纪80年代起,航空界开始关注受控飞行器的气动弹性稳定性以及主动控制问题,但对气动/结构的非线性效应、控制回路时滞对受控飞行器动力学行为的影响规律研究尚不充分.研究这些影响规律不仅涉及非线性、高维数、多变参数和时滞效应等难题,而且必须面对空气动力、飞行器结构、驱动机构、控制系统之间的强耦合问题.其中的前沿难题是:发展非线性气动伺服弹性动力学建模理论,揭示上述因素诱发受控气动弹性振动的动力学机理,开展气动伺服弹性控制风洞实验.本文针对非线性气动伺服弹性力学所涉及的非线性非定常气动力建模、非线性结构动力学、气动伺服弹性控制律设计、气动伺服弹性实验,总结相关研究现状和最新进展,特别是近年来作者学术团队的研究成果,并对进一步研究给出若干建议.

关键词：动力学主动控制气动伺服弹性力学颤振主动抑制

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静止轨道卫星在轨延寿技术研究进展

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宇航学报 2012年第7期33卷 849-859页

作者：翟光张景瑞周志成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 中国空间技术研究院北京100094

随着星上设备及元器件可靠性的提高,推进剂耗尽将成为未来静止轨道卫星的主要失效模式。静止轨道卫星在轨延寿技术可通过发射延寿飞行器与失效卫星对接,采用辅助控制或燃料加注方式,进一步延长卫星在轨工作寿命。本文首先对近年来静止... 详细信息

随着星上设备及元器件可靠性的提高,推进剂耗尽将成为未来静止轨道卫星的主要失效模式。静止轨道卫星在轨延寿技术可通过发射延寿飞行器与失效卫星对接,采用辅助控制或燃料加注方式,进一步延长卫星在轨工作寿命。本文首先对近年来静止轨道失效卫星进行了统计和分析,随后介绍了静止轨道卫星在轨延寿技术的基本概念和任务特点,在国外典型项目调研的基础上,对在轨延寿任务所涉及的交会轨迹规划与控制、视觉测量与导航等关键技术进行了分析。在轨延寿技术的发展必将对未来静止轨道卫星的设计及运营模式产生重要的影响。

关键词：静止轨道卫星在轨延寿

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基于统计特性的激光雷达距离像噪声抑制算法

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强激光与粒子束 2015年第11期27卷 60-66页

作者：于加其杨树兴朱伯立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 北京特种机电技术研究所北京100012

激光成像雷达在工作时会受到噪声干扰,因此需要滤除距离像中无法反映真实信息的异常点。根据激光成像雷达距离像噪声的分布,推导出距离像中非异常值的分布特性,并提出了一种距离像异常值的判定条件。将判定条件表示为小范围内抽样分布... 详细信息

激光成像雷达在工作时会受到噪声干扰,因此需要滤除距离像中无法反映真实信息的异常点。根据激光成像雷达距离像噪声的分布,推导出距离像中非异常值的分布特性,并提出了一种距离像异常值的判定条件。将判定条件表示为小范围内抽样分布的函数,利用稳健统计中的中位值法可估算出判定条件的取值,从而可以移除异常点得到噪声抑制后的距离像。利用该算法分别对激光雷达距离像进行仿真和实际获得的激光雷达距离像进行处理并进行数学分析,并与中值滤波进行了比较,结果表明基于统计特性的噪声抑制算法同时具有很强的噪声抑制能力和保护目标细节信息能力,可以满足激光成像雷达距离像噪声抑制的要求。算法充分利用了激光成像雷达较高的测距精度,可以应对多种场景下的需求,具有很强的实用性。

关键词：图像处理激光成像雷达距离像噪声抑制稳健统计

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激光雷达距离像噪声抑制及方法评价

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光电子．激光 2015年第6期26卷 1215-1221页

作者：于加其杨树兴朱伯立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 北京特种机电技术研究所北京100012

针对激光成像雷达距离像距离反常噪声的噪声抑制问题,提出了一种改进环圈滤波(IDF)算法并进行了评价。首先,根据激光雷达距离像噪声的构成,建立了一般化的距离像噪声仿真模型,模型中包含了地面、目标和细小结构等成分,可模拟距离反常、... 详细信息

针对激光成像雷达距离像距离反常噪声的噪声抑制问题,提出了一种改进环圈滤波(IDF)算法并进行了评价。首先,根据激光雷达距离像噪声的构成,建立了一般化的距离像噪声仿真模型,模型中包含了地面、目标和细小结构等成分,可模拟距离反常、失落信息和内部噪声等噪声干扰;其次,提出了一种IDF噪声抑制算法的一般形式,利用仿真模型对中值滤波(MF)、IDF等噪声抑制算法进行了分析,对计算结果从整体、非异常值和细小结构等多个方面,评价了算法的噪声抑制能力和保护目标细节信息能力;最后,采用实测距离像对算法进行了验证。研究结果表明,利用建立的距离像噪声仿真模型,可以有效地评价不同噪声抑制算法的能力;同时,利用IDF可以根据目标特性选取校正系数,在满足算法对保护目标细节信息能力要求的前提下,提高噪声抑制能力。

关键词：图像处理激光雷达改进环圈滤波(IDF) 质量评价距离像噪声模型

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基于改进跟踪微分器的增量动态逆控制器设计

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系统工程与电子技术 2024年第11期46卷 3820-3826页

作者：符式康刘俊辉陈昊单家元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 北京电子工程研究所北京100093

针对大迎角飞行控制过程中存在的强气动非线性和模型不确定性,提出一种基于改进跟踪微分器的增量动态逆控制方法。考虑飞行器大迎角飞行姿态控制动力学特性,设计了外环为动态逆、内环为增量动态逆的控制器。针对采用传统跟踪微分器获得... 详细信息

针对大迎角飞行控制过程中存在的强气动非线性和模型不确定性,提出一种基于改进跟踪微分器的增量动态逆控制方法。考虑飞行器大迎角飞行姿态控制动力学特性,设计了外环为动态逆、内环为增量动态逆的控制器。针对采用传统跟踪微分器获得增量动态逆所需的角加速度信息时存在的信号颤振和滤波效果差的问题,采用非线性函数和线性函数结合的方式,设计了一种改进的跟踪微分器。通过大迎角飞行数值仿真,验证了设计的跟踪微分器在准确提取角加速度的同时具有一定的抗噪性,基于此微分器设计的增量动态逆控制器对气动不确定性具有鲁棒性。

关键词：改进跟踪微分器非线性增量动态逆控制气动不确定性

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