检索结果-内蒙古大学图书馆

飞行力学 2024年第1期42卷 8-15页

作者：徐倩相岩王正唐胜景北京宇航系统工程研究所北京100076 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 北京空天技术研究所北京100074

针对火箭垂直回收着陆段强扰动、强参数不确定性、箭体姿态动力学高动态变化的飞行特性,提出了一种基于非线性模型预测控制的火箭垂直回收姿态控制方法。首先,基于四元数构建姿态控制数学模型;然后,在非线性模型预测控制框架下求解控制... 详细信息

针对火箭垂直回收着陆段强扰动、强参数不确定性、箭体姿态动力学高动态变化的飞行特性,提出了一种基于非线性模型预测控制的火箭垂直回收姿态控制方法。首先,基于四元数构建姿态控制数学模型;然后,在非线性模型预测控制框架下求解控制指令;同时,引入反馈校正机制与变时域策略以提升控制精度,进一步利用ESO观测扰动。仿真结果表明,控制器响应速度快、跟踪精度高,观测器能够有效观测并补偿扰动,具有较强的扰动鲁棒性。

关键词：运载火箭垂直回收非线性模型预测控制姿态控制

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动态优先级解耦的无人机集群轨迹分布式序列凸规划

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航空学报 2022年第2期43卷 415-426页

作者：徐广通王祝曹严孙景亮龙腾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 华北电力大学河北省发电过程仿真与优化控制技术创新中心保定071003

针对无人机集群轨迹规划高维强耦合特征导致计算复杂度高的难题,提出了动态优先级解耦的序列凸规划方法(DPD-SCP),将耦合的集群轨迹规划问题拆分为若干单机凸规划子问题,通过分布式求解提高集群轨迹规划的计算效率与可扩展性。设计飞行... 详细信息

针对无人机集群轨迹规划高维强耦合特征导致计算复杂度高的难题,提出了动态优先级解耦的序列凸规划方法(DPD-SCP),将耦合的集群轨迹规划问题拆分为若干单机凸规划子问题,通过分布式求解提高集群轨迹规划的计算效率与可扩展性。设计飞行时间驱动的动态优先级解耦机制,降低飞行时间短无人机优先级,挖掘其轨迹调整潜力,消除集群相互规避导致的迭代振荡问题,提升集群轨迹迭代的收敛速度。定制时间一致约束更新准则,避免集群飞行时间非正常增长情况,并理论证明了DPD-SCP方法能够生成满足动力学、避碰与时间一致约束的集群轨迹。仿真结果表明:所提的DPD-SCP方法的求解效率显著优于耦合SCP、串行优先级解耦SCP以及并行解耦SCP方法。

关键词：无人机集群协同轨迹规划优先级解耦机制分布式求解序列凸规划

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基于MRV的菱形肋柱冷却通道三维全流场分析

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航空动力学报 2023年第12期38卷 2837-2847页

作者：张科段敬添雷蒋王子瑞冀文涛武俊梅西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安交通大学航天航空学院陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049 西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

在研究核磁共振成像测速(MRV)技术测速核心方法的基础上,成功实现了在10 min内对大宽高比肋柱通道200×100×25个空间点上三维全场速度的测量,并对流场结构进行了深入的解析。将MRV测得的通道中心截面速度分布与粒子成像测速(P... 详细信息

在研究核磁共振成像测速(MRV)技术测速核心方法的基础上,成功实现了在10 min内对大宽高比肋柱通道200×100×25个空间点上三维全场速度的测量,并对流场结构进行了深入的解析。将MRV测得的通道中心截面速度分布与粒子成像测速(PIV)的实验结果进行了对比,两者吻合良好。利用MRV测得的空间三维速度分布解析了菱形肋柱与端壁附近复杂的三维流场与涡量场,发现端壁附近流体靠近肋柱时,先向下冲击端壁,仅在肋柱前缘两侧形成马蹄涡,随后绕过肋柱两侧尖角处向上抬升,端壁边界层内的涡,迅速演变为肋柱两侧尖角附近以及下游的剪切层涡。

关键词：核磁共振成像测速三维流场测量内部冷却肋柱冷却通道强化换热流动机理

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高超声速变体飞行器弹道设计优化技术进展

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战术导弹技术 2024年第4期 30-40页

作者：张尧龙腾史人赫太鑫辉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

变体技术能够提升高超声速飞行器大空域宽速域飞行能力,有效提升突防性能、射程等关键指标。作为高超声速变体飞行器总体设计的重要环节,变体弹道方案设计与优化是改善全程飞行适应能力、提升变体飞行收益的主要技术手段。通过文献调研... 详细信息

变体技术能够提升高超声速飞行器大空域宽速域飞行能力,有效提升突防性能、射程等关键指标。作为高超声速变体飞行器总体设计的重要环节,变体弹道方案设计与优化是改善全程飞行适应能力、提升变体飞行收益的主要技术手段。通过文献调研,综述了高超声速变体飞行器弹道设计与优化关键技术进展。回顾了高超声速飞行器与变体技术的发展历程,综述了高超声速变体飞行器研究现况。针对高超变体弹道建模设计需求,介绍了高超声速变体方案设计、气动力/热建模、气动力/热预示等方面的研究情况,简述了弹道方案优化技术研究进展。展望了高超声速变体飞行器弹道设计优化未来亟待深入研究的方向。

关键词：高超声速变体飞行器气动力/热助推-滑翔弹道设计优化全程弹道

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共旋框架下二维柔性多体动力学分析策略

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振动工程学报 2024年

作者：季奕伍洋张慧敏孙光辉哈尔滨工业大学航天学院自主智能无人系统工信部重点实验室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中物院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与计算数学研究所北京宇航系统工程研究所

针对具有强非线性和大范围运动的柔性多体系统，建立了一种精确且高效的动力学分析策略。在共旋坐标系下对柔性体进行动力学建模，再利用一种优化复合方法对建立的数学模型进行求解。由于动力学模型建立在共旋坐标系下，因此现有的先进... 详细信息

针对具有强非线性和大范围运动的柔性多体系统，建立了一种精确且高效的动力学分析策略。在共旋坐标系下对柔性体进行动力学建模，再利用一种优化复合方法对建立的数学模型进行求解。由于动力学模型建立在共旋坐标系下，因此现有的先进线性空间单元可以被直接使用，从而大幅降低计算成本。此外，为了准确地计算动力学响应，本文使用了一种优化复合方法，并以最小化局部截断误差为目标对算法参数进行优化设计。优化后的复合方法具有二阶精度、无条件稳定性和可控数值耗散。最后，本文对一些经典的柔性多体系统进行计算，结果表明：在相同的精度下，与目前流行的基于绝对节点坐标公式和Generalizedα方法的动力学分析策略相比，本文策略具有显著的效率优势。

关键词：多体动力学柔性多体系统共旋框架参数优化复合方法

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小天体主动附着制导与控制技术研究进展

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宇航学报 2021年第9期42卷 1057-1066页

作者：崔平远赵冬越朱圣英葛丹桐北京理工大学深空探测技术研究所北京100081 深空自主导航与控制工信部重点实验室北京100081 飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

结合目前已实施的小天体附着探测任务,对小天体探测器主动附着涉及的制导与控制技术进行了系统性的回顾。首先,针对小天体附着任务风险高、不确定性强的特点,明确了主动附着的内涵,并分析了现有附着探测技术在自主性和安全性上面临的挑... 详细信息

结合目前已实施的小天体附着探测任务,对小天体探测器主动附着涉及的制导与控制技术进行了系统性的回顾。首先,针对小天体附着任务风险高、不确定性强的特点,明确了主动附着的内涵,并分析了现有附着探测技术在自主性和安全性上面临的挑战,阐述了提高探测器主动附着能力的重要性。在此基础上,归纳梳理了与主动附着相关的制导与控制技术最新研究进展。最后,结合未来小天体探测任务需求,总结了今后具有进一步研究价值的几个问题。

关键词：小天体主动附着环境感知制导与控制安全策略

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小天体不规则度与光学导航质心提取及应用

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宇航学报 2021年第1期42卷 83-91页

作者：崔平远贾贺朱圣英北京理工大学深空探测技术研究所北京100081 深空自主导航与控制工信部重点实验室北京100081 飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

针对深空自主导航的小天体“形心和光心”提取问题,提出了小天体不规则度的概念,并给出了定义。小天体不规则度可以度量小天体形状和亮度的不规则程度,并作为不规则小天体质心提取方法的选取准则。首先提出了基于小天体不规则度的图像... 详细信息

针对深空自主导航的小天体“形心和光心”提取问题,提出了小天体不规则度的概念,并给出了定义。小天体不规则度可以度量小天体形状和亮度的不规则程度,并作为不规则小天体质心提取方法的选取准则。首先提出了基于小天体不规则度的图像处理方法选取准则,进而针对形状不规则程度较大的小天体,提出一种基于最小外接图形的不规则小天体形心提取方法。最后,对基于不规则度的图像处理方法选择和形心提取算法进行了仿真。结果表明,不规则度很好地刻画了小天体不规则特性,选取准则可以实现算法的有效选取,实现小天体质心的高精度提取。

关键词：小天体不规则度质心提取光学导航图像处理

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行星着陆点自主评估与选取研究进展

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中国科学：技术科学 2021年第11期51卷 1315-1325页

作者：崔平远葛丹桐朱圣英赵冬越北京理工大学深空探测技术研究所北京100081 深空自主导航与控制工信部重点实验室北京100081 飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081

针对行星表面多样异构形貌对探测器着陆安全构成的潜在威胁,对行星着陆点自主评估与选取方法的最新研究进展进行了系统性回顾.首先总结了着陆点自主评估选取任务特点与面临的主要技术难题,介绍了着陆点选取涉及的关键要素以及"安... 详细信息

针对行星表面多样异构形貌对探测器着陆安全构成的潜在威胁,对行星着陆点自主评估与选取方法的最新研究进展进行了系统性回顾.首先总结了着陆点自主评估选取任务特点与面临的主要技术难题,介绍了着陆点选取涉及的关键要素以及"安全因子"法选取流程与应用.随后回顾了着陆点自主评估与选取方法研究进展,重点从障碍检测、地形安全性评估、着陆点综合选取三个方面对以往任务与理论研究成果进行了归纳梳理.最后结合未来行星探测任务智能化需求,对相关技术发展趋势提出了思考与建议.

关键词：行星探测着陆点选取障碍检测自主规划安全因子

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水下航行体边界层转捩流动结构实验研究

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实验流体力学 2024年第2期38卷 14-22页

作者：刘瑶瑶潘翀郭辉刘建华北京航空航天大学流体力学教育部重点实验室北京100191 北京航空航天大学宁波创新研究院先进飞行器与空天动力创新研究中心宁波315800 中国船舶重工集团公司第七〇二研究所船舶振动噪声重点实验室无锡214082

采用激光诱导荧光(Laser Induced Fluorescence,LIF)和粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,对自由湍流条件下SUBOFF模型转捩边界层中的流动结构进行精细测量。实验在北京航空航天大学大型低速回流水洞中进行,SUBOFF模型... 详细信息

采用激光诱导荧光(Laser Induced Fluorescence,LIF)和粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,对自由湍流条件下SUBOFF模型转捩边界层中的流动结构进行精细测量。实验在北京航空航天大学大型低速回流水洞中进行,SUBOFF模型长度为1.436 m,基于模型长度和来流速度的实验雷诺数为3.35×10^(5)。采用流动显示灰度场和有限时间李雅普诺夫指数(Finite-Time Lyapunov Exponents,FTLEs)对转捩边界层中的涡结构进行识别,并对转捩过程中发卡涡、二次涡等典型拟序结构的生成演化过程进行分析。采用两点相关方法提取转捩区拟序结构,同时采用椭圆拟合方法计算相干结构倾角,计算结果表明,结构倾角沿法向先增大后减小,在边界层附近达到最大值。为深入研究转捩流动结构特性,发展了基于流动显示的湍流/非湍流界面(T/NT)识别方法,并对界面几何特性进行了研究。研究结果表明,在转捩过程中,界面的法向高度和分形维数沿程增长。

关键词：边界层转捩流动显示有限时间李雅普诺夫指数湍流/非湍流界面

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时间积分方法复合优化设计及应用

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第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：季奕北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室

动力学仿真技术几乎是所有工业领域必备的创新技术手段。面对现有仿真技术的精度、效率和稳定性等不同数值性能难以同时改进这一挑战,本文首先建立了时间积分方法的复合设计原则,揭示了分步数、插值点数、分步算法类型等关键因素对数值... 详细信息

动力学仿真技术几乎是所有工业领域必备的创新技术手段。面对现有仿真技术的精度、效率和稳定性等不同数值性能难以同时改进这一挑战,本文首先建立了时间积分方法的复合设计原则,揭示了分步数、插值点数、分步算法类型等关键因素对数值性能的影响规律。进一步,根据所提出的设计原则建立了三分步复合方法(命名为TTBIF),其中梯形法则被使用在前两个分步,最后一个分步采用四点后向插值公式。以同时最大化低频精度和高频耗散为目标优化参数,从而实现不同数值性能的同时最优。由此设计出的TTBIF具有二阶精度、可控耗散、无条件稳定性和零阶超调。之后,本文将提出的TTBIF应用于结构动力学系统,相比已有先进方法,本文方法在精度、效率和稳定性方面均具有优势。最后,本文结合全角度坐标建模方法和李群理论将所提出的TTBIF拓展到动力学行为更复杂的多体系统,结果显示本文方法实现了对刚性旋转卫星、刚柔耦合航天器等多体模型的长时程精准跟踪。

关键词：时间积分方法复合设计原则参数优化结构动力学多体动力学

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