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航天器贮箱大幅液体晃动三维质心面等效模型研究
被引量：
22
1
作者
黄华
杨雷
+1 位作者
张熇
曲广吉
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第1期55-59,共5页
针对航天器贮箱内的大幅液体晃动建立了三维质心面等效模型,此模型将贮箱内液体等效为位于液体质心处的质点,该质心点可以在质心约束面内任意运动,同时利用质心点动力学方程及接触碰撞模型近似计算液体晃动对贮箱的作用力。质心面等效...
针对航天器贮箱内的大幅液体晃动建立了三维质心面等效模型,此模型将贮箱内液体等效为位于液体质心处的质点,该质心点可以在质心约束面内任意运动,同时利用质心点动力学方程及接触碰撞模型近似计算液体晃动对贮箱的作用力。质心面等效模型的数值仿真结果与基于VOF方法的流体动力学数值计算结果基本吻合,从而验证了质心面等效模型用于航天器贮箱大幅液体晃动分析的有效性。
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关键词
大幅液体晃动
质心面等效模型
接触碰撞
球形贮箱
球冠形贮箱
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职称材料
液体大幅晃动类等效力学模型研究
被引量：
30
2
作者
邓明乐
岳宝增
黄华
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第6期631-638,共8页
基于液体大幅晃动等效力学模型研究充液航天器动力学与控制问题。首先,发展并完善了模拟液体大幅晃动的运动脉动球模型(MPBM),结合已有的液体大幅晃动运动规律和分析结论对MPBM的法向力的计算方法进行了改进;通过数值仿真结果与已有试...
基于液体大幅晃动等效力学模型研究充液航天器动力学与控制问题。首先,发展并完善了模拟液体大幅晃动的运动脉动球模型(MPBM),结合已有的液体大幅晃动运动规律和分析结论对MPBM的法向力的计算方法进行了改进;通过数值仿真结果与已有试验结果的对比证明了以上改进工作的有效性。然后,基于MPBM建立了携带多个充液储箱的航天器动力学模型,针对携带四个储箱的充液航天器进行姿态机动控制研究。研究结果表明,四个充液储箱的三种可能的空间布局对航天器姿态机动过程中的角速度、液体晃动力矩和控制力矩将产生不同的影响;此外,还研究了液体大幅晃动等效力学模型中液体晃动阻尼因素对航天器姿态机动控制的影响。
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关键词
运动脉动球模型(MPBM)
充液航天器
液体
大幅
晃动
多储箱
姿态控制
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职称材料
液体大幅晃动情形的航天器刚液耦合动响应仿真分析
被引量：
6
3
作者
岳宝增
马伯乐
+1 位作者
唐勇
刘峰
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期173-182,共10页
基于任意拉格朗日-欧拉有限元(ALE)方法处理液体大幅晃动问题,并系统地建立了航天器刚-液耦合动力学的数值模型。通过液体受惯性力、刚体受流体作用力与力矩来实现系统的耦合,采用交错算法对液体晃动模块与刚体动力学模块进行迭代求解...
基于任意拉格朗日-欧拉有限元(ALE)方法处理液体大幅晃动问题,并系统地建立了航天器刚-液耦合动力学的数值模型。通过液体受惯性力、刚体受流体作用力与力矩来实现系统的耦合,采用交错算法对液体晃动模块与刚体动力学模块进行迭代求解。将刚-液耦合系统的数值计算结果与物理试验及液体刚化计算结果进行了比较,验证了本文方法的适用性和准确性。成功通过数值仿真观察到耦合系统中贮箱横向振动的非线性软弹簧特性、液体的高阶模态响应,并分析了液体晃动对耦合系统的影响。
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关键词
耦合动力学
充液航天器
液体
大幅
晃动
有限元方法
球形贮箱
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职称材料
俯仰激励下三维液体大幅晃动问题研究
被引量：
14
4
作者
岳宝增
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2005年第2期199-203,共5页
主要研究俯仰激励下三维液体大幅晃动问题,将任意Lagrange-Euler法(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)运动学描述引入到Navier-Stokes方程中,推导了俯仰激励下液体大幅晃动数值模拟计算公式,并利用Galerkin加权余量法推导了有限元数值离散...
主要研究俯仰激励下三维液体大幅晃动问题,将任意Lagrange-Euler法(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)运动学描述引入到Navier-Stokes方程中,推导了俯仰激励下液体大幅晃动数值模拟计算公式,并利用Galerkin加权余量法推导了有限元数值离散方程和分步有限元计算格式,采用ALE分步有限元方法对圆筒形贮腔中的液体大幅晃动进行了数值模拟计算.得到了波高、晃动力及晃动力矩等晃动特性的时间变化历程,并对结果进行了分析,揭示了俯仰激励下三维液体大幅晃动问题的非线性现象.
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关键词
俯仰激励
数值模拟
有限元方法
三维
液体
大幅
晃动
有限元
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职称材料
重力环境下液体大幅晃动运动脉动球模型及实验研究
被引量：
6
5
作者
卢煜
岳宝增
+3 位作者
马伯乐
郝柏隆
常园园
张薇
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期2543-2551,共9页
现代航天器通常携带大量的液体推进剂,在航天器的姿态发生变化的过程中,由于惯性力和重力的作用,可能会导致液体燃料发生剧烈晃动,由此产生附加的晃动力会对航天器造成重要影响.为了得到液体晃动的规律并满足星载计算机实时计算的要求,...
现代航天器通常携带大量的液体推进剂,在航天器的姿态发生变化的过程中,由于惯性力和重力的作用,可能会导致液体燃料发生剧烈晃动,由此产生附加的晃动力会对航天器造成重要影响.为了得到液体晃动的规律并满足星载计算机实时计算的要求,本文研究并验证了一种用于等效液体大幅晃动的动力学模型.首先将液体大幅晃动运动脉动球模型MPBM推广到重力环境中,通过脉动球的牛顿-欧拉动力学方程和“呼吸运动”过程中能量关系式,推导出晃动力法向分量的表达式.同时,引入不参与晃动的液体的等效模型,使得液体质心位置的计算更加准确.通过和文献中实验数据以及CFD软件的计算结果进行比较,分别验证了推广的MPBM模型在大幅晃动、零动量机动工况下的有效性,并基于该等效模型,研究了脉冲激励的不同时序对航天器中液体晃动响应的影响.最后,设计并搭建了用于精确测量液体晃动力的实验平台,验证了MPBM模型在等效非球形储箱的液体晃动时也同样可以很好地反应出晃动力的变化趋势.本文的研究工作对进一步研究重力环境中充液航天器刚–液耦合动力学行为具有重要的参考价值.
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关键词
运动脉动球模型
液体
大幅
晃动
液体
晃动
实验
充液航天器
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职称材料
燃料大幅晃动等几何分析仿真及航天器耦合动力学研究
被引量：
2
6
作者
于嘉瑞
岳宝增
李晓玉
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期476-486,共11页
现代航天器肩负许多周期长且复杂的航天任务,通常需要携带大量的液体燃料.贮箱中液体燃料大幅晃动会严重影响航天器的姿态稳定性和控制精度,是现代航天器耦合动力学建模和精确控制研究的重要问题.本文提出了一种新的液体大幅晃动数值仿...
现代航天器肩负许多周期长且复杂的航天任务,通常需要携带大量的液体燃料.贮箱中液体燃料大幅晃动会严重影响航天器的姿态稳定性和控制精度,是现代航天器耦合动力学建模和精确控制研究的重要问题.本文提出了一种新的液体大幅晃动数值仿真方法,采用等几何分析方法对贮箱内气体和液体整体进行建模和空间离散,采用压力修正的分步法对控制方程进行时间离散,结合水平集方法划分气体和液体区域并且实时追踪液体晃动自由面.提出了一种质量修正方法以消除水平集函数演化产生的液体质量误差.基于燃料大幅晃动等几何分析仿真方法,对携带太阳能帆板的充液航天器进行动力学建模和耦合运动数值仿真.对于太阳能帆板的振动问题则采用Kirchhoff-Love板理论建模和模态分析法数值求解.通过将数值仿真结果与解析解对比,证明了本文给出方法的正确性.本文还对燃料大幅晃动下的航天器刚−液−柔耦合运动进行了数值仿真,发现液体晃动对航天器的姿态变化和结构振动的幅值和频率具有不可忽视的影响.
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关键词
刚−液−柔耦合航天器
液体
大幅
晃动
等几何分析
水平集方法
柔性附件
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职称材料
多充液贮腔航天器耦合动力学与姿态控制
被引量：
8
7
作者
刘峰
岳宝增
唐勇
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期19-26,共8页
基于已有的质心面液体大幅晃动等效力学模型,采用拉格朗日方法,系统地建立了任意复杂激励下四贮腔航天器刚-液耦合动力学精确模型。由本文方法所得到的等效晃动力及晃动力矩与通过Flow3D计算出的相应结果吻合良好,验证了所建模型的可靠...
基于已有的质心面液体大幅晃动等效力学模型,采用拉格朗日方法,系统地建立了任意复杂激励下四贮腔航天器刚-液耦合动力学精确模型。由本文方法所得到的等效晃动力及晃动力矩与通过Flow3D计算出的相应结果吻合良好,验证了所建模型的可靠性。根据所建立的大幅晃动类充液航天器耦合系统动力学模型进一步研究了该类航天器在进行三轴稳定姿态机动时的主要动力学耦合特性,并设计了一类抑制姿态振荡的补偿控制器。
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关键词
质心面模型
液体
大幅
晃动
多贮腔航天器
三轴稳定姿态机动
补偿控制
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职称材料
充液柔性航天器刚-液-柔耦合动力学研究的凯恩方法
被引量：
6
8
作者
孙梓煜
岳宝增
+2 位作者
刘峰
柳征勇
申云峰
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期552-561,共10页
借助凯恩方法对携带太阳能帆板的充液航天器耦合系统进行动力学建模,采用六自由度描述航天器的轨道及姿态运动,由运动脉动球模型模拟贮箱内液体燃料的晃动,根据几何非线性变形的假设引入太阳能柔性帆板的动力刚化效应并建立了航天器刚-...
借助凯恩方法对携带太阳能帆板的充液航天器耦合系统进行动力学建模,采用六自由度描述航天器的轨道及姿态运动,由运动脉动球模型模拟贮箱内液体燃料的晃动,根据几何非线性变形的假设引入太阳能柔性帆板的动力刚化效应并建立了航天器刚-液-柔耦合系统动力学模型。最后,为了验证理论的正确性和模型的合理性进行了数值仿真,结果表明微重力环境下液体晃动对航天器姿态机动将产生明显的干扰;随着重力效应的增加液体晃动对航天器姿态机动的干扰愈发明显,而刚液柔耦合效应对航天器的姿态机动具有不可忽视的影响。研究成果对复杂航天器动力学分析与总体设计有重要参考意义。
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关键词
充液柔性航天器
运动脉动球模型
液体
大幅
晃动
凯恩方法
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职称材料
事件触发机制下的充液航天器姿态控制
被引量：
4
9
作者
董新蕾
齐瑞云
+1 位作者
卢山
王焕杰
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期382-390,共9页
针对液体大幅晃动、通信资源受限的充液航天器姿态控制系统,提出一种自适应滑模控制与事件触发机制相结合的控制策略。首先,针对固-液耦合的充液航天器姿态控制系统,选用滑模变结构控制来削弱液体大幅晃动的非线性影响,并设计自适应更...
针对液体大幅晃动、通信资源受限的充液航天器姿态控制系统,提出一种自适应滑模控制与事件触发机制相结合的控制策略。首先,针对固-液耦合的充液航天器姿态控制系统,选用滑模变结构控制来削弱液体大幅晃动的非线性影响,并设计自适应更新律在线估计不确定参数来提高系统的鲁棒性。然后,考虑星载计算机资源的限制,设计相对阈值的事件触发机制来决定控制输入信号的更新,从而减少控制器与执行器之间的信号更新对通信网络的占用。最后,仿真结果表明,在液体大幅晃动下,所提控制策略不但可以使航天器姿态控制系统最终收敛到任意小的界内,而且可以减少96%的控制信号传输,减轻航天器的通信负载。
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关键词
事件触发机制
液体
大幅
晃动
自适应滑模控制
充液航天器
姿态控制
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职称材料
题名
航天器贮箱大幅液体晃动三维质心面等效模型研究
被引量：
22
1
作者
黄华
杨雷
张熇
曲广吉
机构
中国空间技术研究院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第1期55-59,共5页
文摘
针对航天器贮箱内的大幅液体晃动建立了三维质心面等效模型,此模型将贮箱内液体等效为位于液体质心处的质点,该质心点可以在质心约束面内任意运动,同时利用质心点动力学方程及接触碰撞模型近似计算液体晃动对贮箱的作用力。质心面等效模型的数值仿真结果与基于VOF方法的流体动力学数值计算结果基本吻合,从而验证了质心面等效模型用于航天器贮箱大幅液体晃动分析的有效性。
关键词
大幅液体晃动
质心面等效模型
接触碰撞
球形贮箱
球冠形贮箱
Keywords
Large amplitude liquid sloshing
Constraint surface model
Contact-impact
Spherical tank
Spherical-crown tank
分类号
O353.1 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
液体大幅晃动类等效力学模型研究
被引量：
30
2
作者
邓明乐
岳宝增
黄华
机构
北京理工大学宇航学院
中国空间技术研究院通信卫星事业部
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第6期631-638,共8页
基金
国家自然科学基金(11472041
11532002)
高等学校博士点专项科研基金(20131101110002)
文摘
基于液体大幅晃动等效力学模型研究充液航天器动力学与控制问题。首先,发展并完善了模拟液体大幅晃动的运动脉动球模型(MPBM),结合已有的液体大幅晃动运动规律和分析结论对MPBM的法向力的计算方法进行了改进;通过数值仿真结果与已有试验结果的对比证明了以上改进工作的有效性。然后,基于MPBM建立了携带多个充液储箱的航天器动力学模型,针对携带四个储箱的充液航天器进行姿态机动控制研究。研究结果表明,四个充液储箱的三种可能的空间布局对航天器姿态机动过程中的角速度、液体晃动力矩和控制力矩将产生不同的影响;此外,还研究了液体大幅晃动等效力学模型中液体晃动阻尼因素对航天器姿态机动控制的影响。
关键词
运动脉动球模型(MPBM)
充液航天器
液体
大幅
晃动
多储箱
姿态控制
Keywords
Moving pulsating ball model（MPBM）
Liquid filled spacecraft
Large amplitude liquid slosh
Multiple tanks
Attitude control
分类号
O353.1 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
液体大幅晃动情形的航天器刚液耦合动响应仿真分析
被引量：
6
3
作者
岳宝增
马伯乐
唐勇
刘峰
机构
北京理工大学宇航学院
深圳大学电子与信息工程学院
中国空间技术研究院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期173-182,共10页
基金
国家自然科学基金(12132002,11772049)。
文摘
基于任意拉格朗日-欧拉有限元(ALE)方法处理液体大幅晃动问题,并系统地建立了航天器刚-液耦合动力学的数值模型。通过液体受惯性力、刚体受流体作用力与力矩来实现系统的耦合,采用交错算法对液体晃动模块与刚体动力学模块进行迭代求解。将刚-液耦合系统的数值计算结果与物理试验及液体刚化计算结果进行了比较,验证了本文方法的适用性和准确性。成功通过数值仿真观察到耦合系统中贮箱横向振动的非线性软弹簧特性、液体的高阶模态响应,并分析了液体晃动对耦合系统的影响。
关键词
耦合动力学
充液航天器
液体
大幅
晃动
有限元方法
球形贮箱
Keywords
Coupling dynamics
Liquid-filled spacecraft
Large-amplitude liquid sloshing
Finite element method
Spherical tank
分类号
V19 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
俯仰激励下三维液体大幅晃动问题研究
被引量：
14
4
作者
岳宝增
机构
北京理工大学理学院力学系
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2005年第2期199-203,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(10272022
10172048)
文摘
主要研究俯仰激励下三维液体大幅晃动问题,将任意Lagrange-Euler法(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)运动学描述引入到Navier-Stokes方程中,推导了俯仰激励下液体大幅晃动数值模拟计算公式,并利用Galerkin加权余量法推导了有限元数值离散方程和分步有限元计算格式,采用ALE分步有限元方法对圆筒形贮腔中的液体大幅晃动进行了数值模拟计算.得到了波高、晃动力及晃动力矩等晃动特性的时间变化历程,并对结果进行了分析,揭示了俯仰激励下三维液体大幅晃动问题的非线性现象.
关键词
俯仰激励
数值模拟
有限元方法
三维
液体
大幅
晃动
有限元
Keywords
pitching excitation, numerical simulation, finite element method, large amplitude liquid sloshing
分类号
O351.2 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
重力环境下液体大幅晃动运动脉动球模型及实验研究
被引量：
6
5
作者
卢煜
岳宝增
马伯乐
郝柏隆
常园园
张薇
机构
北京理工大学宇航学院
北京宇航系统工程研究所
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期2543-2551,共9页
基金
国家自然科学基金(12132002,11772049)资助项目。
文摘
现代航天器通常携带大量的液体推进剂,在航天器的姿态发生变化的过程中,由于惯性力和重力的作用,可能会导致液体燃料发生剧烈晃动,由此产生附加的晃动力会对航天器造成重要影响.为了得到液体晃动的规律并满足星载计算机实时计算的要求,本文研究并验证了一种用于等效液体大幅晃动的动力学模型.首先将液体大幅晃动运动脉动球模型MPBM推广到重力环境中,通过脉动球的牛顿-欧拉动力学方程和“呼吸运动”过程中能量关系式,推导出晃动力法向分量的表达式.同时,引入不参与晃动的液体的等效模型,使得液体质心位置的计算更加准确.通过和文献中实验数据以及CFD软件的计算结果进行比较,分别验证了推广的MPBM模型在大幅晃动、零动量机动工况下的有效性,并基于该等效模型,研究了脉冲激励的不同时序对航天器中液体晃动响应的影响.最后,设计并搭建了用于精确测量液体晃动力的实验平台,验证了MPBM模型在等效非球形储箱的液体晃动时也同样可以很好地反应出晃动力的变化趋势.本文的研究工作对进一步研究重力环境中充液航天器刚–液耦合动力学行为具有重要的参考价值.
关键词
运动脉动球模型
液体
大幅
晃动
液体
晃动
实验
充液航天器
Keywords
moving pulsating ball model
large amplitude sloshing of liquid
liquid sloshing experiment
liquid-filled spacecraft
分类号
O353.1 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
燃料大幅晃动等几何分析仿真及航天器耦合动力学研究
被引量：
2
6
作者
于嘉瑞
岳宝增
李晓玉
机构
北京理工大学宇航学院
北京遥感设备研究所
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期476-486,共11页
基金
国家自然科学基金(12132002,11772049)资助项目.
文摘
现代航天器肩负许多周期长且复杂的航天任务,通常需要携带大量的液体燃料.贮箱中液体燃料大幅晃动会严重影响航天器的姿态稳定性和控制精度,是现代航天器耦合动力学建模和精确控制研究的重要问题.本文提出了一种新的液体大幅晃动数值仿真方法,采用等几何分析方法对贮箱内气体和液体整体进行建模和空间离散,采用压力修正的分步法对控制方程进行时间离散,结合水平集方法划分气体和液体区域并且实时追踪液体晃动自由面.提出了一种质量修正方法以消除水平集函数演化产生的液体质量误差.基于燃料大幅晃动等几何分析仿真方法,对携带太阳能帆板的充液航天器进行动力学建模和耦合运动数值仿真.对于太阳能帆板的振动问题则采用Kirchhoff-Love板理论建模和模态分析法数值求解.通过将数值仿真结果与解析解对比,证明了本文给出方法的正确性.本文还对燃料大幅晃动下的航天器刚−液−柔耦合运动进行了数值仿真,发现液体晃动对航天器的姿态变化和结构振动的幅值和频率具有不可忽视的影响.
关键词
刚−液−柔耦合航天器
液体
大幅
晃动
等几何分析
水平集方法
柔性附件
Keywords
rigid-liquid-flexible coupled spacecraft
large-amplitude sloshing
isogeometric analysis
level set method
flexible appendage
分类号
O313.7 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
多充液贮腔航天器耦合动力学与姿态控制
被引量：
8
7
作者
刘峰
岳宝增
唐勇
机构
北京理工大学宇航学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期19-26,共8页
基金
国家自然科学基金(11472041,11772049,11532002,11802320).
文摘
基于已有的质心面液体大幅晃动等效力学模型,采用拉格朗日方法,系统地建立了任意复杂激励下四贮腔航天器刚-液耦合动力学精确模型。由本文方法所得到的等效晃动力及晃动力矩与通过Flow3D计算出的相应结果吻合良好,验证了所建模型的可靠性。根据所建立的大幅晃动类充液航天器耦合系统动力学模型进一步研究了该类航天器在进行三轴稳定姿态机动时的主要动力学耦合特性,并设计了一类抑制姿态振荡的补偿控制器。
关键词
质心面模型
液体
大幅
晃动
多贮腔航天器
三轴稳定姿态机动
补偿控制
Keywords
Constraint surface model for liquid sloshing
Large amplitude liquid slosh
Multi-tank spacecraft
Three-axis-stabilized attitude maneuver
Compensation control
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
充液柔性航天器刚-液-柔耦合动力学研究的凯恩方法
被引量：
6
8
作者
孙梓煜
岳宝增
刘峰
柳征勇
申云峰
机构
北京理工大学宇航学院
上海宇航系统工程研究所
郑州工业应用技术学院信息工程学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期552-561,共10页
基金
国家自然科学基金(11472041,11772049,11532002,11802320)。
文摘
借助凯恩方法对携带太阳能帆板的充液航天器耦合系统进行动力学建模,采用六自由度描述航天器的轨道及姿态运动,由运动脉动球模型模拟贮箱内液体燃料的晃动,根据几何非线性变形的假设引入太阳能柔性帆板的动力刚化效应并建立了航天器刚-液-柔耦合系统动力学模型。最后,为了验证理论的正确性和模型的合理性进行了数值仿真,结果表明微重力环境下液体晃动对航天器姿态机动将产生明显的干扰;随着重力效应的增加液体晃动对航天器姿态机动的干扰愈发明显,而刚液柔耦合效应对航天器的姿态机动具有不可忽视的影响。研究成果对复杂航天器动力学分析与总体设计有重要参考意义。
关键词
充液柔性航天器
运动脉动球模型
液体
大幅
晃动
凯恩方法
Keywords
Liquid-filled-flexible spacecraft
Moving pulsating ball model
Large amplitude liquid sloshing
Kane’s equation
分类号
V19 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
事件触发机制下的充液航天器姿态控制
被引量：
4
9
作者
董新蕾
齐瑞云
卢山
王焕杰
机构
南京航空航天大学自动化学院
南京航空航天大学先进飞行器导航、控制与健康管理工业和信息化部重点实验室
上海航天控制技术研究所
上海市空间智能控制技术重点实验室
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期382-390,共9页
基金
国家自然科学基金(61873127)
航空科学基金(2017ZA52013)
江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目(HKHT-010)。
文摘
针对液体大幅晃动、通信资源受限的充液航天器姿态控制系统,提出一种自适应滑模控制与事件触发机制相结合的控制策略。首先,针对固-液耦合的充液航天器姿态控制系统,选用滑模变结构控制来削弱液体大幅晃动的非线性影响,并设计自适应更新律在线估计不确定参数来提高系统的鲁棒性。然后,考虑星载计算机资源的限制,设计相对阈值的事件触发机制来决定控制输入信号的更新,从而减少控制器与执行器之间的信号更新对通信网络的占用。最后,仿真结果表明,在液体大幅晃动下,所提控制策略不但可以使航天器姿态控制系统最终收敛到任意小的界内,而且可以减少96%的控制信号传输,减轻航天器的通信负载。
关键词
事件触发机制
液体
大幅
晃动
自适应滑模控制
充液航天器
姿态控制
Keywords
event-triggering mechanism
large-amplitude liquid sloshing
adaptive sliding mode control
liquid-filled spacecraft
attitude control
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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1
航天器贮箱大幅液体晃动三维质心面等效模型研究
黄华
杨雷
张熇
曲广吉
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2010
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2
液体大幅晃动类等效力学模型研究
邓明乐
岳宝增
黄华
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2016
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液体大幅晃动情形的航天器刚液耦合动响应仿真分析
岳宝增
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刘峰
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俯仰激励下三维液体大幅晃动问题研究
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燃料大幅晃动等几何分析仿真及航天器耦合动力学研究
于嘉瑞
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2023
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7
多充液贮腔航天器耦合动力学与姿态控制
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岳宝增
唐勇
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2020
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充液柔性航天器刚-液-柔耦合动力学研究的凯恩方法
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2021
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9
事件触发机制下的充液航天器姿态控制
董新蕾
齐瑞云
卢山
王焕杰
《北京航空航天大学学报》
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北大核心
2021
4
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