国家自然科学基金(11172235)
- 作品数：10 被引量：24H指数：3
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- 高超声速飞行器进气道压缩面逆向设计方法
- 2015年
- 针对高超声速飞行器进气道压缩面问题,首先研究了激波理论的逆向算法,以此为基础提出了进气道的等强度和等熵压缩面的逆向设计方法,并采用此方法设计了以进气道出口气流参数为设计参数的高超声速飞行器进气道压缩面,然后对两种压缩面进行了性能分析和数值仿真.结果表明:通过逆向设计方法设计进气道压缩面是可行的,其相对于传统方法耗时大大减少;理论计算表明相同设计条件下两压缩面几何参数基本一致,而来流参数也基本不变,设计点下等熵压缩面总压恢复系数高出等强度压缩面6.3%.数值仿真验证了该方法的可行性并研究了非设计状态下两种压缩面的各项性能参数,同时对比了不同马赫数下进气道内部波系分布和气流均匀性.
- 岳晓奎齐凯华
- 关键词：高超声速
- 由2N点m-ary插值细分法构造m带正交小波被引量：3
- 2017年
- 为了能够构造具有良好性质的m带正交小波,本文提出一种利用插值细分法构造紧支正交小波的方法.首先基于2N点m-ary插值细分法构造m带紧支正交的可细化函数,该可细化函数的自相关函数是插值细分法的基极限函数;然后根据可细化函数构造正交小波,并研究了正交小波的消失矩性质.构造算例结果表明,利用文中方法可以构造出新的具有更大自由度的含参m带正交小波,并证明了该方法的实用性.
- 耿晶郑红婵宋伟杰
- 关键词：细分法小波正交小波
- 基于凸优化的自主交会迭代制导方法被引量：3
- 2014年
- 针对目前航天器自主交会接近制导算法实时性与鲁棒性不足的问题,提出一种基于凸优化的迭代制导方法。该方法利用凸优化技术对椭圆轨道情况下有限推力的航天器相对运动动力学模型化简并进行与最优解等价的凸化处理,再运用原始对偶内点法进行求解,最后使用迭代制导策略对追踪航天器进行制导,大幅提高最优自主交会制导的实时性。针对自主交会最终逼近段的最优接近轨迹进行了数值仿真和蒙特卡洛打靶误差分析。仿真结果表明,提出的制导方法能有效进行最优接近轨迹的实时规划和制导,并且在超近距离交会接近情况下,相对位置制导误差为1"m量级,满足工程应用需求。
- 池贤彬岳晓奎李鹏
- 关键词：有限推力凸优化迭代制导自主交会航天器
- 考虑摩擦的空间抓捕过程碰撞动力学分析与控制被引量：4
- 2018年
- 目前针对空间抓捕中的碰撞进行建模的方法中很少考虑摩擦因素。然而,摩擦作为碰撞过程中不可避免的现象,对碰撞动力学响应及整个空间抓捕任务有着不容忽视的影响。文章结合库伦摩擦理论和拉格朗日乘子法,建立了同时兼顾滑动和粘滞状态的摩擦模型,然后将求解到的摩擦力与碰撞力进行矢量合成,作为对碰撞模型的修正。另外,针对碰撞过程对机器人姿态产生的干扰,利用反馈线性化设计了解耦控制器对基座姿态漂移进行稳定控制。数值仿真采用一个平面2-DOF空间机器人,利用动量和动量矩守恒定理验证了动力学模型的正确性,同时基座姿态控制结果收敛说明了控制器的有效性。
- 豆博岳晓奎
- 关键词：碰撞动力学HERTZ接触理论控制器设计
- 基于θ-D方法的在轨操作相对姿轨耦合控制被引量：8
- 2012年
- 针对诸如模块更换、燃料加注等在轨操作任务中的相对动力学与控制问题,建立了描述航天器间近距离相对运动的轨道姿态耦合动力学模型,结合轨道摄动和姿态干扰力矩分析了耦合项对模型的影响。考虑到基于状态相关系数形式模型的非线性和时变性,采用θ-D次优控制算法设计了相对姿轨耦合控制器。以在轨加注任务最终逼近段为背景,针对目标航天器失控旋转的情况进行了数值仿真,仿真结果表明了θ-D控制算法能够实现对相对轨道和姿态的同步控制,简化对控制器的求解并具有较高的控制精度。
- 李鹏岳晓奎袁建平
- 关键词：航天器
- Optimal Relative Attitude Tracking Control for Spacecraft Proximity Operation
- Optimal control for relative attitude alignment and angular velocity tracking is discussed in this paper. The ...
- Peng LIXiaokui YUEXianbin CHIChuan DU
- 文献传递
- 基于内力的卫星编队飞行动力学建模
- 2015年
- 基于内力的卫星编队飞行凭借良好的性能正日益受到重视,但由于该类编队的控制力对卫星间的相对位置和相对姿态均高度敏感,并且控制力和控制力矩之间存在耦合,给动力学建模带来了很大的挑战.首先,建立了六自由度的内力编队姿轨耦合动力学模型,该动力学模型利用了控制力和控制力矩的耦合效应,可以同时针对编队卫星的相对位置和相应姿态设计相应的控制律,从而实现编队的六自由度协同控制.最后,通过采用伪谱法求解编队构型的重构问题,对该动力学模型进行了验证.
- 陈晶岳晓奎
- 关键词：六自由度伪谱法
- 结合混合法与微分进化法的小推力轨道全局优化设计被引量：1
- 2013年
- 针对小推力行星际转移轨道的设计问题,提出了一种结合混合法与微分进化法的全局优化设计方法,并进行了改进。通过对推力方向角初值与方向角导数初值与加速度幅值的猜测对协态变量进行限制。通过对重生个体的调整确保所得解在可用范围,提高算法可靠性。在微分进化算法后期引入加入最优个体的改进变异操作提高收敛速度。引入退火策略及权重处理确保算法讯速得到满足约束条件的最优解。以地球-水星小推力"推-滑-推"燃料最省转移轨道为例进行了验证,并基于同一仿真实例应用原模型及其它优化算法进行了仿真并对其结果进行了比较。仿真结果表明:该优化设计模型能快速,有效地寻找到最优轨迹,对深空探测轨道优化设计问题具有良好的通用性、先进性与工程运用参考价值。
- 王星又岳晓奎
- 关键词：有效性微分进化算法全局优化小推力
- 基于自适应积分的太阳同步轨道发射优化设计被引量：1
- 2013年
- 太阳同步轨道(Sun Synchronous Orbit,SSO)发射轨道的优化设计问题是一个具有严格内点约束和终端约束、终端时刻不确定型的最优控制问题,采用最优控制理论求解难度较大。针对此问题,首先将其转化为多重参数优化问题,然后提出一种自适应积分方法,根据高度和速度入轨条件自动确定中间转移轨道,并引入脉冲修正罚函数处理弹道倾角入轨条件,形成无约束最优化问题。借助于MATLAB集成遗传算法,实现了SSO发射轨道的优化设计。算例表明:该优化方法收敛性好,转移轨道的入轨条件能够精确满足,SSO的入轨参数只需较小的速度修正,优化结果曲线符合工程实际情况,得到了工业部门的认可。
- 淡雪岳晓奎
- 关键词：遗传算法
- 基于IMM-UKF的航天器相对位姿确定算法被引量：1
- 2012年
- 在航天器相对导航过程中,相对距离测量信息容易受到干扰,测量误差有较大的不确定性,通常基于单一模型的滤波算法无法对噪声进行辨识,很难获得精确的导航结果。针对应用Clohessy-Wiltshire(C-W)方程受到圆轨道假设的限制问题,研究了建立在惯性坐标系下的近距离相对运动方程(Lawden方程),建立了基于这两个方程的模型集。根据导航系统测量敏感器的特点,设计基于Rodrigues参数及无迹卡尔曼滤波(UKF)的交互式多模型(IMM)视觉相对位姿动态估计算法(IMM-UKF),在保证计算效率的前提下,确保相对轨道姿态确定的稳定性和精确性。数值仿真验证了算法的有效性和先进性。
- 岳晓奎李彬赵凯
- 关键词：交互式多模型
