国家自然科学基金(50875124)
- 作品数：9 被引量：38H指数：5
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- 相关机构：南京航空航天大学更多>>
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- 相关领域：航空宇航科学技术理学更多>>
- 绳系释放时的航天器耦合动力学分析被引量：3
- 2014年
- 本文研究了绳系释放对于航天器刚体姿态的影响.基于离散的系绳黏弹性模型,建立了航天器和系绳间刚-柔耦合的时变非线性动力学模型.以Kissel释放控制律为例,研究了系绳自由释放及受控释放时航天器姿态动力学问题,揭示了绳系释放对于航天器本体姿态的影响规律.结果表明,系绳自由释放末的冲击可致航天器旋转,而受控系绳释放使航天器产生绕其局部平衡位置的振荡.航天器初始姿态对绳系航天器的释放动力学具有显著影响.
- 余本嵩金栋平庞兆君
- 关键词：航天器姿态动力学
- 绳系卫星收放控制地面实验研究被引量：6
- 2010年
- 根据天-地动力学相似原理,设计了圆轨道绳系卫星面内运动地面实验系统。该系统的特色在于:利用气垫和喷气模拟卫星系统的空间动力学环境,如重力梯度和Coriolis力。基于计算机视觉和无线局域网技术,构建了在线测控子系统。根据在线优化及滚动时域控制理论,设计了绳系卫星反馈控制器。所设计的反馈控制律并非以解析形式给出,而是利用Legendre伪谱和非线性规划方法在线计算开环最优轨道来确定。最后,通过示例实验对控制器性能和地面实验系统的有效性进行了考核和验证。
- 文浩金栋平胡海岩
- 关键词：绳系卫星滚动时域控制非线性规划
- 面内弹性绳系卫星系统的内共振被引量：6
- 2012年
- 研究了绳系卫星系统因系绳弹性和俯仰运动相耦合而引起的非线性内共振问题。首先应用Kane方程建立了面内椭圆轨道两体弹性绳系卫星系统在状态保持阶段的非线性动力学模型,分析了可能发生的内共振条件。然后,基于多尺度方法获得内共振下的调制方程及其Jacobi椭圆函数表示的解析解。结果表明,轨道摄动因素不会影响内共振,系统参数引起的内共振耦合振动会在两个模态之间相互传递,其调制周期取决于初始模态幅值。在一定的调谐参数上,模态振幅出现饱和现象。
- 夏洁庞兆君金栋平
- 关键词：绳系卫星系统椭圆函数内共振
- 一维连续体释放和回收过程的构形计算
- 2011年
- 一维连续体的释放和回收过程由时变的动力学方程描述。将一维连续体离散为有限单元,建立其时变自由度的高维离散动力学模型。通过重新划分单元,重置系统质量、阻尼和刚度矩阵,以及位移和荷载向量,并基于改进的有限差分法,提出了一维连续体释放和回收过程的一种构形计算方法。以柔性索的面内运动为例,计算了其释放和回收过程的动力学构形,实现了一维连续体释放和回收过程的动力学模拟。
- 余本嵩金栋平
- 关键词：时变系统构形有限差分法
- 带可控臂绳系卫星释放及姿态控制被引量：8
- 2012年
- 考虑带可控机械臂绳系卫星的面内运动,研究其释放阶段的子星位置和姿态控制问题.系绳释放时,通过调整机械臂转角实现子星姿态的无动量轮控制.控制律设计分为两步:首先,基于非线性最优控制理论,研究在状态和控制约束下的子星位置及其姿态控制,通过二阶Legendre伪谱法求解开环最优控制律;其次,以开环解为参考,基于轨迹跟踪思想设计反馈控制器,其中反馈控制增益由开环最优控制算法及数值插值确定.最后通过算例研究验证了该方法的有效性.
- 文浩陈辉金栋平胡海岩
- 关键词：绳系卫星跟踪控制
- 计入姿态的绳系卫星概周期振动被引量：10
- 2010年
- 建立了计入子星姿态的绳系卫星系统非线性动力学模型,研究了状态保持阶段系统的动力学行为。因计入子星姿态运动,导致子星高频振动与系绳低频摆动耦合,使得面内绳系卫星系统成为快-慢时变的非线性振动系统。应用变量分离和多尺度方法,获得了绳系卫星系统在平衡位置附近的概周期运动。结果表明,计入子星姿态的面内绳系卫星系统表现为概周期振动。
- 王晓宇金栋平
- 关键词：绳系卫星多尺度方法
- 绳系卫星系统周期运动的分岔与镇定被引量：2
- 2012年
- 考虑到绳系卫星系统主星姿态的作用,研究状态保持阶段绳系卫星系统的非线性动力学。首先建立含姿态的绳系卫星姿-仰耦合两自由度非线性动力学模型,通过摄动法解析地获得系统的周期运动,利用Floquet理论分析轨道偏心率对该周期运动稳定性的影响。然后,通过与姿态有关的两个系统参数,对绳系卫星系统周期运动的分岔进行了数值仿真。结果表明,姿态和俯仰运动耦合导致绳系卫星系统产生多个概周期运动并存的复杂动力学行为以及混沌运动。最后,为将混沌运动引导到某个稳定的周期运动上,提出利用线性速度反馈的镇定策略。
- 金栋平庞兆君余本嵩
- 关键词：绳系卫星系统分岔
- 考虑姿态的绳系卫星后退时域回收控制被引量：5
- 2010年
- 建立了计入子星姿态运动的绳系卫星非线性动力学模型,研究了子星回收过程的非线性后退时域控制问题.将非线性后退时域控制问题伪线性化为一系列线性最优控制,并在Legendre-Gauss点离散,作为该复杂受控绳系卫星系统的数值求解策略.结果表明,通过调节系绳张力和作用于子星上的力矩,可实现子星的稳定回收,所设计的控制律对初始状态扰动、模型误差和外扰力等扰动均有良好的抑制作用.
- 王晓宇文浩金栋平
- 关键词：绳系卫星非线性动力学
- 时变自由度绳系卫星系统动力学被引量：8
- 2010年
- 建立了针对无限维的黏弹性两体绳系卫星系统的时变动力学模型.当系绳释放时,卫星中系绳所对应的离散集中质量由星内移至星外,导致绳系卫星系统的自由度发生改变,成为时变的多自由度绳系卫星系统.基于改进的有限差分法,研究了判定系统自由度发生变化的方法及时变自由度绳系卫星系统动力学响应的计算方法.结果表明,所提出的计算时变自由度系统动力学响应的方法,实现了绳系卫星系统释放动力学行为的数值模拟.
- 余本嵩文浩金栋平
- 关键词：绳系卫星系统有限差分法动力学
