检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2015年第8期36卷 2670-2680页

作者：刘莉陈树霖周思达陈昭岳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

航天器结构的日益复杂庞大对系统级的动力学建模仿真以及进一步的结构优化提出了巨大挑战。为提高动力学求解效率,通常引用动态子结构方法。本文利用适于处理瞬态冲击问题的脉冲子结构(IBS)方法,并对其进行改进,将基于脉冲响应函数(IRF... 详细信息

航天器结构的日益复杂庞大对系统级的动力学建模仿真以及进一步的结构优化提出了巨大挑战。为提高动力学求解效率,通常引用动态子结构方法。本文利用适于处理瞬态冲击问题的脉冲子结构(IBS)方法,并对其进行改进,将基于脉冲响应函数(IRF)的子结构与有限元建立的子结构综合,同时考虑刚性、弹性以及刚-弹混合连接情形下的子结构综合格式。通过3个数值算例,验证了方法的正确性。最后将刚-弹混合连接下的子结构方法应用到月球探测器软着陆的动态响应预测,结果表明该方法适于对月球探测器软着陆动态响应进行高精度快速预测,并且可以应用于月球探测器的局部动力学结构优化。

关键词：动态子结构方法脉冲响应函数有限元方法刚-弹混合连接月球探测器

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带末端攻击角约束连续有限时间稳定制导律

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宇航学报 2014年第10期35卷 1141-1149页

作者：刁兆师单家元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

针对制导武器末端攻击角约束与末端弹道尽可能平直的要求,应用有限时间控制方法,设计了具有末端攻击角约束的连续有限时间稳定制导律,使闭环制导系统在有限时间内视线角速度收敛到零和视线角收敛到期望值。通过非线性控制系统的有限时... 详细信息

针对制导武器末端攻击角约束与末端弹道尽可能平直的要求,应用有限时间控制方法,设计了具有末端攻击角约束的连续有限时间稳定制导律,使闭环制导系统在有限时间内视线角速度收敛到零和视线角收敛到期望值。通过非线性控制系统的有限时间稳定齐次性理论对该制导律进行了分析,证明了闭环制导系统的视线角速度和视线角全局有限时间稳定特性,并基于有限时间Lyapunov稳定性理论给出了闭环制导系统有限停息时间的表达式。在实例应用仿真中,比较了该制导律与最优制导律的制导性能,检验了该制导律在不同作战任务下的制导效果。仿真结果证实了该制导律的有效性和鲁棒性。

关键词：制导律攻击角约束有限时间稳定连续非光滑

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基于量测飞行参数的螺旋运动稳定性研究

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北京理工大学学报 2012年第12期32卷 1223-1228页

作者：李兴城张双彪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(筹) 北京100081

为研究旋转弹飞行时的螺旋运动稳定性,以弹体坐标系下的螺旋角运动数学模型为基础,提出一种基于量测飞行参数的稳定性分析方法,推导了螺旋角运动的局部动态稳定条件.通过对某制导弹药飞行数据的仿真和分析发现:螺旋角及其变化率呈正弦... 详细信息

为研究旋转弹飞行时的螺旋运动稳定性,以弹体坐标系下的螺旋角运动数学模型为基础,提出一种基于量测飞行参数的稳定性分析方法,推导了螺旋角运动的局部动态稳定条件.通过对某制导弹药飞行数据的仿真和分析发现:螺旋角及其变化率呈正弦曲线型周期变化,弹体在局部动态稳定时呈现出极限环形式的螺旋运动,而在局部动态不稳定时呈现出幅值增大形式的螺旋运动.结果表明,以解算出的螺旋角及其变化率为控制系统的参考依据,利用前半周期变换率的反信号,校正后半周期的螺旋角,结果显示可以将平均螺旋张角减小17.3%.

关键词：旋转弹螺旋运动稳定性角运动方程飞行参数

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基于罚函数序列凸规划的多无人机轨迹规划

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航空学报 2016年第10期37卷 3149-3158页

作者：王祝刘莉龙腾温永禄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

多无人机(UAVs)轨迹规划是具有非线性运动约束和非凸路径约束的最优控制问题。引入序列凸规划思想,将非凸最优控制问题近似为一系列凸优化子问题,并利用成熟的凸优化算法进行求解,以更好地权衡最优性和时效性。首先,建立了多无人机协同... 详细信息

多无人机(UAVs)轨迹规划是具有非线性运动约束和非凸路径约束的最优控制问题。引入序列凸规划思想,将非凸最优控制问题近似为一系列凸优化子问题,并利用成熟的凸优化算法进行求解,以更好地权衡最优性和时效性。首先,建立了多无人机协同轨迹规划的非凸最优控制模型。然后,利用离散化和凸近似方法将其转换为凸优化问题,包括对无人机运动模型的线性化,以及对威胁规避约束和无人机碰撞约束的凸化。同时,提出了一种离散点间的威胁规避方法,保证无人机在离散轨迹点间的飞行安全。在凸优化模型的基础上,给出了基于罚函数序列凸规划求解多无人机轨迹规划的具体框架。最后,通过数值仿真验证了方法的有效性,结果表明该方法在多机轨迹规划结果的最优性和时效性都要优于伪谱法,而且优势随编队数量的增加而增大。

关键词：无人机轨迹规划碰撞规避最优控制凸规划

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升力体式浮升混合飞艇多学科设计优化

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北京航空航天大学学报 2021年第1期47卷 72-83页

作者：孟军辉李沫宁马诺刘莉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

升力体式混合飞艇是全球远距离大载重运输的重要选择,随着全球贸易的发展,逐渐成为国内外的研究热点。作为航空宇航技术、新能源技术和高性能材料技术相结合的新概念飞行器,混合飞艇设计过程需对多个学科进行综合考虑和优化。为了将多... 详细信息

升力体式混合飞艇是全球远距离大载重运输的重要选择,随着全球贸易的发展,逐渐成为国内外的研究热点。作为航空宇航技术、新能源技术和高性能材料技术相结合的新概念飞行器,混合飞艇设计过程需对多个学科进行综合考虑和优化。为了将多学科设计优化(MDO)方法引入到混合飞艇的总体设计中,将其分解为能源子系统、气动和推进子系统以及结构和重量子系统。在子系统模型构建的基础上,提出具有自适应能力的基于响应面的并行子空间优化(CSSO-RS)算法,将重量平衡和能量平衡作为实现远距离载重运输的约束条件,并提出爬升、日间巡航、滑翔和夜间巡航的多阶段任务剖面,以充分利用太阳能电池、燃料电池和锂电池的优势,实现混合飞艇的最优化设计。优化结果表明:具有自适应能力的优化算法在精确度和计算效率上均有明显的优势,同时重量分配的结果也为混合飞艇结构轻量化设计和能源系统设计提出了更高的要求。

关键词：混合飞艇混合能源多学科设计优化(MDO) 基于响应面的并行子空间优化(CSSO-RS) 近似模型

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火星大气进入段通信“黑障”问题研究综述

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宇航学报 2014年第1期35卷 1-12页

作者：崔平远窦强高艾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

针对我国未来可能实施的火星着陆探测任务需求,在对国外成功着陆火星的探测器大气进入段通信"黑障"现象作了简要回顾的基础上,对火星大气进入段的"黑障"成因及其对通信的影响进行了分析,进而概括提出了解决火星大... 详细信息

针对我国未来可能实施的火星着陆探测任务需求,在对国外成功着陆火星的探测器大气进入段通信"黑障"现象作了简要回顾的基础上,对火星大气进入段的"黑障"成因及其对通信的影响进行了分析,进而概括提出了解决火星大气进入段通信"黑障"问题所面临的关键技术,并对相关技术的研究现状进行了简要介绍,最后对我国未来火星探测的发展提出了几点建议。

关键词：火星探测大气进入通信黑障等离子鞘套

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空间非合作目标快速姿态跟踪导航方法研究

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宇航学报 2013年第3期34卷 362-368页

作者：翟光张景瑞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

提出了一种空间非合作目标快速姿态跟踪导航方法。在非合作目标相对测量过程中,激光测距仪测距数据具有不连续的特点。当不具备测距数据时,采用基于位置-速度方差修正的姿态跟瞄导航滤波算法,引导追踪航天器完成对目标的粗捕获和保持;... 详细信息

提出了一种空间非合作目标快速姿态跟踪导航方法。在非合作目标相对测量过程中,激光测距仪测距数据具有不连续的特点。当不具备测距数据时,采用基于位置-速度方差修正的姿态跟瞄导航滤波算法,引导追踪航天器完成对目标的粗捕获和保持;当具备测距信息时,通过引入间接量测矩阵和Wonham能控规范型极点配置方法,采用基于全维状态观测器的姿态跟瞄导航滤波算法,完成对目标的连续精确指向跟踪,并通过配置观测器极点调整滤波收敛速度。本文提出的姿态指向跟瞄导航算法克服了非合作目标跟瞄过程中测距信息不连续的问题,与传统扩展卡曼滤波算法相比,能够避免量测方程近似线性化过程中的大量矩阵求导运算,因而提高了跟踪导航滤波的收敛速度,增强了追踪航天器对非合作目标的快速姿态指向与跟瞄能力。

关键词：非合作目标姿态跟踪状态观测器相对导航

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封闭方腔自然对流的涡结构和传热特性

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北京理工大学学报 2014年第3期34卷 237-240,303页

作者：胡俊黄灿何建东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

为研究封闭方腔自然对流的涡结构和传热特性,对普朗特数Pr=0.71,方腔高长比A=H/L=1,瑞利数Ra=1.58×109的二维封闭方腔自然对流进行了直接数值模拟.给出了水平边界层发展阶段和垂直边界层转捩阶段的流场结构以及Nu数分布.结果表明,... 详细信息

为研究封闭方腔自然对流的涡结构和传热特性,对普朗特数Pr=0.71,方腔高长比A=H/L=1,瑞利数Ra=1.58×109的二维封闭方腔自然对流进行了直接数值模拟.给出了水平边界层发展阶段和垂直边界层转捩阶段的流场结构以及Nu数分布.结果表明,压力梯度对方腔的水平速度变化起着决定性的作用;高Ra数下的自然对流在逆压梯度作用下水平方向形成一系列的涡,这些涡使得水平边界层流动形成分层结构;壁面Nu数与速度梯度v/y有着密不可分的关系.

关键词：涡水平边界层努塞尔数高瑞利数自然对流

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基于即时修复式稀疏A~*算法的动态航迹规划

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系统工程与电子技术 2018年第12期40卷 2714-2721页

作者：王生印龙腾王祝蔡祺生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

针对动态环境下无人机航迹规划对时效性、可行性和最优性的需求,将稀疏A~*搜索(sparse A~*search,SAS)算法嵌入到即时修复式架构,并在航迹迭代改善过程中引入双排序准则、存储空间约束及变步长策略,提出了即时修复式稀疏A~*(anytime rep... 详细信息

针对动态环境下无人机航迹规划对时效性、可行性和最优性的需求,将稀疏A~*搜索(sparse A~*search,SAS)算法嵌入到即时修复式架构,并在航迹迭代改善过程中引入双排序准则、存储空间约束及变步长策略,提出了即时修复式稀疏A~*(anytime repairing SAS,AR-SAS)算法。静态环境下蒙特卡罗仿真结果表明AR-SAS算法生成可行航迹与最优航迹的时间都小于标准SAS和分层SAS算法;动态仿真结果表明AR-SAS算法能够快速生成可行航迹,并在规定时间内不断提高航迹最优性,满足动态航迹规划的需求。

关键词：无人机航迹规划动态环境稀疏A^*算法即时修复式架构

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火星精确着陆制导问题分析与展望

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宇航学报 2014年第3期35卷 245-253页

作者：崔平远胡海静朱圣英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

美国火星科学实验室(MSL)任务成功将"好奇"号火星车着陆到火星表面,开创了火星精确着陆探测的新局面。以MSL着陆任务为典型代表,分析了目前火星着陆探测进入、下降和着陆(Entry,Descent and Landing,EDL)过程的制导方案及制... 详细信息

美国火星科学实验室(MSL)任务成功将"好奇"号火星车着陆到火星表面,开创了火星精确着陆探测的新局面。以MSL着陆任务为典型代表,分析了目前火星着陆探测进入、下降和着陆(Entry,Descent and Landing,EDL)过程的制导方案及制导系统的发展趋势。以在火星高海拔、复杂地形区域定点着陆为潜在工程目标,归纳了火星EDL过程面临的制导主要问题。根据未来制导系统自主性和自适应性的技术需求及潜在工程任务制导面临的问题,提出了火星EDL制导方面需要解决的关键技术,并对其在未来工程中的应用潜力进行了展望。

关键词：火星探测精确着陆制导方案火星科学实验室

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