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空间齿轮副微重力模拟技术研究
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作者 孙立臣 王莉娜 +4 位作者 綦磊 郭崇武 刘招贤 郭琦 齐飞飞 《载人航天》 北大核心 2025年第4期508-514,共7页
针对高/低温交变、真空、微重力等复杂空间环境对在轨运行的航天器性能及寿命影响问题,开展复杂空间环境综合作用下航天器地面模拟试验尤为重要。采用磁悬浮轴承悬浮齿轮副的设计思路,通过有限元仿真方法对设计的磁悬浮轴承结构的磁场... 针对高/低温交变、真空、微重力等复杂空间环境对在轨运行的航天器性能及寿命影响问题,开展复杂空间环境综合作用下航天器地面模拟试验尤为重要。采用磁悬浮轴承悬浮齿轮副的设计思路,通过有限元仿真方法对设计的磁悬浮轴承结构的磁场分布、磁力线进行分析,确保磁悬浮轴承满足齿轮-轴悬浮的要求;提出采用轮系实现齿轮-轴两端自由,并采用径向磁悬浮轴承与轴向磁悬浮轴承组合的方式抵消齿轮啮合造成的偏载,建立磁悬浮轴承电流与磁浮力间的关联关系,实现空间齿轮副的微重力模拟。结果表明:真空度、转速及温度对空间齿轮副微重力模拟系统的性能影响较小,而动态负载对其性能影响较为显著。 展开更多
关键词 空间机械臂 齿轮副 重力模拟 热真空
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航天器微低重力模拟及试验技术 被引量:15
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作者 齐乃明 孙康 +4 位作者 王耀兵 刘延芳 霍明英 姚蔚然 高鹏 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期770-779,共10页
针对国内外不同类型的微低重力模拟机理、应用方法及特点进行了介绍。综述了基于气悬浮技术的多自由度模拟器的关键技术以及组合应用方法;对各种复杂航天器(包括大型空间机械臂)在微低重力模拟环境下进行的展开、编队、抓捕对接、分离... 针对国内外不同类型的微低重力模拟机理、应用方法及特点进行了介绍。综述了基于气悬浮技术的多自由度模拟器的关键技术以及组合应用方法;对各种复杂航天器(包括大型空间机械臂)在微低重力模拟环境下进行的展开、编队、抓捕对接、分离以及在轨服务等典型试验应用进行了系统介绍,同时总结了针对宇航员模拟训练的微低重力环境的实现手段及其特点。最后,展望了微低重力模拟及试验技术的发展前景,并提出了多项亟待突破的关键技术。 展开更多
关键词 微低重力模拟 气悬浮技术 多自由度模拟 航天器地面试验
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南海南部地壳结构的重力模拟及伸展模式探讨 被引量:3
3
作者 程子华 丁巍伟 +2 位作者 董崇志 方银霞 唐勇 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期239-248,共10页
对南海南部地壳结构研究有助于揭示南海完整的演化历史。本研究对南海南部获取的两条多道地震剖面进行了地震解释,并对重力数据进行了壳幔密度反演。其中NH973-1测线始于南海西南次海盆,覆盖了南沙中部的北段;NH973-2测线始于南海东... 对南海南部地壳结构研究有助于揭示南海完整的演化历史。本研究对南海南部获取的两条多道地震剖面进行了地震解释,并对重力数据进行了壳幔密度反演。其中NH973-1测线始于南海西南次海盆,覆盖了南沙中部的北段;NH973-2测线始于南海东部次海盆,穿越礼乐滩东侧。反演结果显示,莫霍面埋深在海盆区10-11 km,陆缘区15-21 km左右,洋壳向陆壳莫霍面深度迅速增加。海盆区厚度在6-7 km,为典型的洋壳;陆缘区地壳厚度在15-19 km,为减薄型地壳。进一步研究表明(1)在西南次海盆残余扩张脊之下,莫霍面比两侧略深;(2)在礼乐滩外侧海盆区有高值重力异常体,推测为洋壳与深部岩浆混合的块体;(3)南沙区域上地壳存在高密度带,且横向上岩性可能变化。南海南部陆缘未发现有下地壳高速层,有比较一致的构造属性和拉张样式,为非火山型陆缘。我们对两条测线陆缘的伸展因子进行了计算,发现上地壳脆性拉伸因子与全地壳拉伸因子存在差异,其陆缘的拉张模式在纵向上是不均匀一的。 展开更多
关键词 重力模拟 南海南部 非火山型 拉伸因子
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库车前陆盆地的二维重力模拟与综合解释 被引量:3
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作者 王勤 卢华复 +3 位作者 王良书 徐鸣洁 胡德昭 嵇少丞 《高校地质学报》 CAS CSCD 2004年第2期227-238,共12页
通过对库车前陆盆地的 2条MT测线和 3条地震剖面的重力二维模拟与综合解释 ,提高了在复杂变形带进行的构造建模的可靠性。模拟结果表明 ,库车前陆盆地是以断层相关褶皱作为滑动机制的前陆冲断带。沿下第三系膏盐岩和膏泥岩、侏罗系—三... 通过对库车前陆盆地的 2条MT测线和 3条地震剖面的重力二维模拟与综合解释 ,提高了在复杂变形带进行的构造建模的可靠性。模拟结果表明 ,库车前陆盆地是以断层相关褶皱作为滑动机制的前陆冲断带。沿下第三系膏盐岩和膏泥岩、侏罗系—三叠系煤系地层发育的滑脱层控制了断层相关褶皱的变形模式 ,并导致浅层背斜与深部圈闭的位置不一致。在盆地北面 ,南天山古生界入了北部单斜带的中生代地层 ,导致剩余重力异常值升高 ;盆地南面 ,新生界沉积厚度的增加使剩余重力值逐渐降低 ,局部盐体的堆积可形成重力异常低谷。此外 ,拜城凹陷基底的密度较高 ,可能是凹陷形成初期岩浆底侵的结果。推覆变形自天山向塔里木盆地推移 ,反映了中新世以来逐渐增强的南北向挤压应力和地壳缩短 ,是印度板块与欧亚板块碰撞的远距离效应。 展开更多
关键词 库车前陆盆地 二维重力模拟 地震剖面 大地电磁测深剖面 断层相关褶皱
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低重力模拟系统控制策略 被引量:1
5
作者 朱齐丹 陈力恒 卢鸿谦 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1384-1389,共6页
为了使低重力模拟系统满足月球巡视车研发、调试的要求,系统需克服传统方法在竖直方向出现扰动时,抑制效果不好的问题,为此搭建了提供竖直方向拉力的恒张力伺服子系统。在分析关键部件工作特性的基础上,建立了范数有界参数不确定性控制... 为了使低重力模拟系统满足月球巡视车研发、调试的要求,系统需克服传统方法在竖直方向出现扰动时,抑制效果不好的问题,为此搭建了提供竖直方向拉力的恒张力伺服子系统。在分析关键部件工作特性的基础上,建立了范数有界参数不确定性控制对象模型,分离了标称模型与不确定性参数。根据系统的特点和巡视车测试过程中对于低重力环境的指标需求,针对性的设计了H∞控制器。通过仿真检验,控制器抑制了系统参数不确定的影响,避免了电机的机械谐振发生,并且在巡视车竖直方向加速度干扰的情况下,保证系统最大误差仅为3.4 N。 展开更多
关键词 鲁棒控制 参数不确定 恒张力 重力模拟系统 月球巡视车 控制策略
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低重力模拟试验平台索并联驱动系统张力优化策略 被引量:4
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作者 陈强 董强 +3 位作者 黄科 邢伟 程刚 隋毅 《航天返回与遥感》 CSCD 2020年第6期66-76,共11页
冗余索并联系统动力学方程的张力解不唯一,为保证随动平台在工作空间内姿态可控及索张力连续平稳,并且满足张力在最大最小限制范围,需要对其索张力优化策略进行研究。通过建立索并联驱动系统的动力学模型,分别运用封闭(Closed-Form,CF)... 冗余索并联系统动力学方程的张力解不唯一,为保证随动平台在工作空间内姿态可控及索张力连续平稳,并且满足张力在最大最小限制范围,需要对其索张力优化策略进行研究。通过建立索并联驱动系统的动力学模型,分别运用封闭(Closed-Form,CF)优化法、常规最小方差优化法及将张力分为上、中、下斜拉的分类最小方差优化法对系统力控工作空间(Force Controllable Workspace,FCWS)以及典型工况的运动轨迹张力进行优化计算,结果表明:在相同张力限制条件下,采用CF优化法计算的FCWS范围最小,常规最小方差优化法次之,分类最小方差优化法计算的FCWS最大并满足系统要求;在相同运动轨迹条件下,采用CF优化法计算的张力上限最大,常规最小方差优化法次之,分类最小方差优化法的张力上限最小并满足系统要求;将分类最小方差优化法在索并联驱动系统进行张力试验,结果表明系统张力变化规律符合该优化算法的理论值,证明了该优化法的正确性。综上所述,将分类最小方差优化法确定为系统的张力优化策略。 展开更多
关键词 索并联驱动系统 矢量封闭原理 索力优化 刚度控制 重力模拟试验平台 航天返回
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基于悬吊法和气浮法的多自由度微重力模拟展开试验系统研究 被引量:8
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作者 李海月 程泽 +5 位作者 赵丹妮 王浩威 李德勇 张加波 宋晓东 赵琳娜 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期508-515,共8页
为满足三维空间展开机械臂在进行地面微重力模拟展开试验时对多维度、多自由度、高精度展开轨迹和高卸载效率的要求,通过对当前成熟的微重力模拟展开试验方法进行分析总结,设计了一种基于悬吊法和气浮法的多自由度微重力模拟展开试验系... 为满足三维空间展开机械臂在进行地面微重力模拟展开试验时对多维度、多自由度、高精度展开轨迹和高卸载效率的要求,通过对当前成熟的微重力模拟展开试验方法进行分析总结,设计了一种基于悬吊法和气浮法的多自由度微重力模拟展开试验系统。首先,对所设计的多自由度微重力模拟展开试验系统进行结构设计和原理分析;然后,将多自由度微重力模拟展开试验系统应用于某三维空间展开机械臂的三维轨迹微重力模拟展开试验。结果表明该三维空间展开机械臂展开过程稳定可靠,且微重力模拟展开试验系统对机械臂产生的气浮运动摩擦阻力、垂直方向阻力波动量和展开方向附加阻力均很小,卸载效率高于95%,满足高精度和高卸载效率的展开要求。研究结果可为多自由度空间可展开机构地面模拟展开试验系统的深入研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 悬吊法 气浮法 多自由度 高卸载效率 重力模拟
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六维微重力模拟平台构型参数的多目标优化 被引量:1
8
作者 邹上元 刘海瑞 +2 位作者 蒋延杰 刘艳梨 吴洪涛 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期147-153,共7页
针对并联机构等比例缩放后具有相同的性能指标,以及性能指标受量纲选择影响的问题,该文采用特征长度方法对雅克比矩阵进行无量纲化处理,通过分析影响构型参数优化的6个设计变量并对其进行简化,确定了其中2个为多目标优化最终变量。采用... 针对并联机构等比例缩放后具有相同的性能指标,以及性能指标受量纲选择影响的问题,该文采用特征长度方法对雅克比矩阵进行无量纲化处理,通过分析影响构型参数优化的6个设计变量并对其进行简化,确定了其中2个为多目标优化最终变量。采用多目标优化算法NSGA-2对工作空间内切球半径、全局灵巧度和全局负载能力指数3个性能指标求解一组Pareto最优解集,在保证基本工作空间的前提下,从中选取一组符合工程的最优解。该方法比传统的单目标优化方法更适合工程实际应用。 展开更多
关键词 重力模拟平台 构型参数 多目标优化 NSGA-2
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空间微重力模拟育种平台系统的控制器设计 被引量:2
9
作者 吕雨鑫 李伟凯 董晓威 《农机化研究》 北大核心 2016年第2期35-38,共4页
在地面进行模拟的空间微重力育种平台是一个随机时变、强非线性的复杂系统,无法精确建模,使得系统在较大工作范围内很难实现精确控制。为此,采用基于径向基神经网络PID的具有自调整能力的、稳定的自适应控制器应用于本系统研究:首先通过... 在地面进行模拟的空间微重力育种平台是一个随机时变、强非线性的复杂系统,无法精确建模,使得系统在较大工作范围内很难实现精确控制。为此,采用基于径向基神经网络PID的具有自调整能力的、稳定的自适应控制器应用于本系统研究:首先通过PID控制器快速调节参数值,使其恢复到理想的期望值附近,以此来初始化RBF神经网络;然后再用RBF神经网络在线动态调整PID参数的控制方法,实现系统在完成三维空间微重力模拟育种试验时所需的垂直地面Z向上的完全重力补偿;最后,通过Mat Lab对系统的控制算法进行仿真研究。 展开更多
关键词 空间微重力模拟育种平台 径向基神经网络PID控制器 系统Z向重力补偿
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微重力模拟装置中悬吊弹簧局部模态动力学建模与试验研究 被引量:1
10
作者 马超 刘磊 杨鸿杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期279-285,311,共8页
微重力模拟下的地面试验是验证隔振器能否在轨可靠工作的重要措施之一。通常采用悬吊法进行微重力模拟时,悬吊弹簧局部模态处的振动很容易引入隔振上平台。针对悬吊弹簧阻尼低,局部模态振动限制主动隔振控制性能的问题,采用PVC胶带与悬... 微重力模拟下的地面试验是验证隔振器能否在轨可靠工作的重要措施之一。通常采用悬吊法进行微重力模拟时,悬吊弹簧局部模态处的振动很容易引入隔振上平台。针对悬吊弹簧阻尼低,局部模态振动限制主动隔振控制性能的问题,采用PVC胶带与悬吊弹簧并联的方式提高弹簧阻尼;建立了微重力模拟装置中加胶带悬吊弹簧的连续动力学模型,对比研究纯悬吊弹簧模态振动和加胶带悬吊弹簧模态振动对隔振上平台的影响;搭建了地面试验验证系统并通过试验验证了悬吊弹簧动力学模型的准确性。试验结果表明,粘贴PVC胶带能够起到增加悬吊弹簧阻尼的效果,可以将弹簧的模态振动降低到1μg以下,从而减小模态振动对被动隔振的影响,并有效缓解模态振动对主动隔振控制性能的限制,这种状态能够更准确地反应在轨工作状态。 展开更多
关键词 重力模拟 隔振器 悬吊法 弹簧 局部模态
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固废应变硬化机理与超重力模拟适用性
11
作者 孟嘉 李俊超 陈云敏 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期664-673,共10页
为了探究城市固废应变硬化机理及模型固废在超重力模拟试验中的适用性,选用塑料和草炭、石英砂和高岭土等材料,分别对固废有机纤维和土颗粒的各项特性进行试验研究.结果表明,有机质纤维对固废的应变硬化特性起主导作用,可以显著地提高... 为了探究城市固废应变硬化机理及模型固废在超重力模拟试验中的适用性,选用塑料和草炭、石英砂和高岭土等材料,分别对固废有机纤维和土颗粒的各项特性进行试验研究.结果表明,有机质纤维对固废的应变硬化特性起主导作用,可以显著地提高固废强度;土颗粒中石英砂质量分数增加可以提高固废在小应变时的强度,高岭土质量分数增大会导致固废破坏应变及偏应力峰值明显减小.基于各组分作用,提出定量控制有机纤维质量分数的方法配制模型固废,配制出的模型固废与真实固废的各项特性非常吻合.采用模型固废强度参数计算得到的填埋场失稳临界水位比与离心模拟试验结果一致,验证了所配固废的超重力模拟适用性,为填埋场变形与稳定超重力研究提供了重要依据. 展开更多
关键词 城市固体废弃物(MSW) 模型固废 应变硬化 有机纤维 重力模拟适用性
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基于吊丝配重法的卫星天线展开臂零重力模拟系统研究现状及趋势 被引量:2
12
作者 段新豪 张海东 +1 位作者 李德勇 邓浩 《机械设计》 CSCD 北大核心 2020年第S01期92-94,共3页
介绍了吊丝配重法在卫星天线展开臂的应用、发展过程及国内外现状。建立了典型的天线展开臂零重力模拟系统的力学三维模型,并对该模型引入的附加转动惯量进行了计算。着重介绍了吊丝配重法中被动重力补偿系统和主动重力补偿系统,并对两... 介绍了吊丝配重法在卫星天线展开臂的应用、发展过程及国内外现状。建立了典型的天线展开臂零重力模拟系统的力学三维模型,并对该模型引入的附加转动惯量进行了计算。着重介绍了吊丝配重法中被动重力补偿系统和主动重力补偿系统,并对两者进行对比分析。然后针对展开缓慢的二臂杆展开臂,提出一种二级展开零重力试验装置。最后对吊丝配重法的卫星天线展开臂零重力模拟系统的发展趋势和发展方向进行了预测。 展开更多
关键词 天线展开臂 重力模拟 吊丝配重法 重力补偿
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一种无源被动式人体低重力模拟系统的力学性能仿真分析 被引量:2
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作者 宋天翔 乔兵 《载人航天》 CSCD 北大核心 2023年第5期569-580,共12页
针对未来登陆月球或火星的航天员在地面进行低重力模拟训练的需要,设计了一种采用被动重力平衡技术的人体低重力模拟外骨骼系统,利用弹簧平行四边形机构实现对人体重力的补偿。首先,基于势能守恒原理设计了躯干重力平衡外骨骼和下肢重... 针对未来登陆月球或火星的航天员在地面进行低重力模拟训练的需要,设计了一种采用被动重力平衡技术的人体低重力模拟外骨骼系统,利用弹簧平行四边形机构实现对人体重力的补偿。首先,基于势能守恒原理设计了躯干重力平衡外骨骼和下肢重力平衡外骨骼;然后,通过人体生物力学仿真软件对外骨骼系统进行了仿真分析,分别在月球环境和地面穿戴外骨骼环境下进行了搬运重物和步行运动,并对比了运动时的地面反作用力、肌肉力等数据。仿真结果表明:该人体低重力模拟系统可以使受训者的关节和肌肉感受到失去部分重力载荷,能够较为准确地模拟低重力环境下的运动效果,具有可行性。 展开更多
关键词 重力模拟 被动重力平衡 外骨骼 地面反作用力
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气电联合的六维微重力模拟平台自抗扰控制研究
14
作者 王灵禺 吴洪涛 +2 位作者 张学祥 刘艳梨 杨小龙 《航空制造技术》 2018年第4期65-72,共8页
硬件在环仿真是航天设备进行地面模拟试验所需的关键技术之一,其中硬件系统需要较高的承载能力以及高频响、高精度的控制性能。提出一种六维微重力模拟平台气电联合控制的方法,6条支腿均由气缸和电动缸并联构成,气缸提供硬件平台80%~90... 硬件在环仿真是航天设备进行地面模拟试验所需的关键技术之一,其中硬件系统需要较高的承载能力以及高频响、高精度的控制性能。提出一种六维微重力模拟平台气电联合控制的方法,6条支腿均由气缸和电动缸并联构成,气缸提供硬件平台80%~90%的负载,电动缸保证控制系统的精度和响应速度。其中气动压力控制系统是非线性很强的时变系统,采用积分型线性自抗扰控制器对其进行控制,相比于PID算法精度更高、响应速度更快,并且具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 气电联合控制 重力模拟 斯图尔特平台 气动压力控制 自抗扰控制
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密度差随深度双曲线递降的单界面重力模拟
15
作者 C. Visweswara Rao 郭爱缨 《石油物探译丛》 1996年第6期56-62,共7页
为了确定沉积层的分界面深度,提出了一种密度与深度呈双曲线递降的解释方法。使用无限板物体重力公式与双曲线密度对比法,计算每一重力测站下方沉积岩分界面的近似深度。根据这个深度值,用多边形代替沉积基底分界面,使用Visweswara Rao... 为了确定沉积层的分界面深度,提出了一种密度与深度呈双曲线递降的解释方法。使用无限板物体重力公式与双曲线密度对比法,计算每一重力测站下方沉积岩分界面的近似深度。根据这个深度值,用多边形代替沉积基底分界面,使用Visweswara Rao等(1994)提出的公式计算重力异常,用Bott(1960)的程序修正深度值。 展开更多
关键词 密度 深度 重力模拟 数据解释 盆地 沉积岩
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下肢微重力模拟外骨骼系统的研究
16
作者 吴岳桥 梁国星 +4 位作者 李志利 戴小倩 李文炯 刘书娟 张剑峰 《载人航天》 CSCD 北大核心 2023年第2期192-199,共8页
针对悬吊式微重力环境模拟系统无法补偿人体下肢重力负荷的不足,设计了用于补偿人体下肢重力负荷的外骨骼系统。外骨骼系统采用被动重力补偿方法实现对下肢的重力补偿,能够对重力补偿水平进行调节控制。根据重力补偿原理,采用刚度矩阵法... 针对悬吊式微重力环境模拟系统无法补偿人体下肢重力负荷的不足,设计了用于补偿人体下肢重力负荷的外骨骼系统。外骨骼系统采用被动重力补偿方法实现对下肢的重力补偿,能够对重力补偿水平进行调节控制。根据重力补偿原理,采用刚度矩阵法,对重力补偿设计公式进行推导,建立弹簧参数与系统几何惯性参数之间的关系。研究分析重力补偿对人体下肢系统动力学性能的影响,最后利用ADAMS软件对下肢系统模型进行仿真,仿真结果验证了外骨骼系统重力补偿原理和设计公式的正确性以及在实际运用中的可行性和合理性。 展开更多
关键词 重力环境模拟 被动外骨骼 势能守恒 弹簧辅助杆件机构
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链霉菌在模拟微重力效应下浸出矿物中元素试验研究
17
作者 王维 张利敏 +1 位作者 夏庆银 黄英 《湿法冶金》 北大核心 2025年第3期370-378,共9页
生物冶金作为未来实现星际基地原位资源利用(ISRU)的一种有效手段,近年来引起了学界的关注。但在微重力效应下,链霉菌与矿物之间的相互作用机制尚不明晰。为探究这一问题,本研究利用回转器模拟了微重力效应下链霉菌Streptomyces sp.R76... 生物冶金作为未来实现星际基地原位资源利用(ISRU)的一种有效手段,近年来引起了学界的关注。但在微重力效应下,链霉菌与矿物之间的相互作用机制尚不明晰。为探究这一问题,本研究利用回转器模拟了微重力效应下链霉菌Streptomyces sp.R76浸出矿物中的元素。结果表明:模拟微重力环境明显加速了Streptomyces sp.R76发育分化及代谢能力,主要表现在气生菌丝和孢子发育分化提前发生,同时有机酸产量有所提高;在模拟微重力效应下,Streptomyces sp.R76产生的乳酸和枸橼酸浓度分别为8.6、0.17 mmol/L,而在重力条件下,分别为5.8、0.04 mmol/L;当Streptomyces sp.R76与矿物共培养时,模拟微重力效应下的稀土元素浸出率为3‰,钙浸出率为0.11‰,而重力条件下的稀土元素浸出率仅为0.33‰,钙浸出率为0.08‰;Streptomyces sp.R76在微重力条件下产生的乳酸和枸橼酸是促进稀土、硅和钙元素从矿物中浸出的关键。 展开更多
关键词 ISRU 模拟重力 链霉菌 生物浸出
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青藏高原莫霍面形态的重力模拟及其对探讨高原隆升机制的意义
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作者 吕庆田 姜枚 高锐 《地球学报(中国地质科学院院报)》 CSCD 北大核心 1997年第1期78-86,共9页
青藏高原是印度板块和欧亚板块碰撞形成的巨大变形带,岩石圈地幔的变形特征对高原的隆升意义重大。本文分析了远震PKP走时残差沿高原中部剖面的变化,发现莫霍面的断错在整个高原是普遍存在的;利用人工地震资料作为约束,用重力资... 青藏高原是印度板块和欧亚板块碰撞形成的巨大变形带,岩石圈地幔的变形特征对高原的隆升意义重大。本文分析了远震PKP走时残差沿高原中部剖面的变化,发现莫霍面的断错在整个高原是普遍存在的;利用人工地震资料作为约束,用重力资料对莫霍面的形态进行了反演模拟,认为岩石圈地幔的断错和叠覆可能是青藏高原隆升的重要机制;最后讨论了板块运动。 展开更多
关键词 莫霍面形态 重力模拟 隆升机制 青藏高原
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改进粒子群算法优化模糊控制微重力系统
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作者 刘涛 孙浩 +3 位作者 郝永波 韩强 李跃华 袁炜涵 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第2期51-60,共10页
微重力模拟平台是实现空间机械臂模拟的重要组成部分,其中重力卸载部分需要较高的承载能力和高响应、高精度的性能.提出一种基于磁准零刚度机构的重力补偿系统,通过磁接触减少机械摩擦.针对该系统的复杂非线性特性,提出一种结合改进粒... 微重力模拟平台是实现空间机械臂模拟的重要组成部分,其中重力卸载部分需要较高的承载能力和高响应、高精度的性能.提出一种基于磁准零刚度机构的重力补偿系统,通过磁接触减少机械摩擦.针对该系统的复杂非线性特性,提出一种结合改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)与模糊比例-积分-微分(proportional-integral-differential,PID)控制的方法,利用混沌映射、微分递减惯性权重和压缩因子来优化控制器参数,相比于传统模糊PID控制方法重力卸载能力更高.实验结果显示,该系统对机械臂的微重力模拟精度达到98%以上,具备高精度和快速响应的特点,验证了该方法的有效性.该研究成果为空间机械臂的高精度地面测试提供了可靠的技术支撑,具有重要的工程应用价值. 展开更多
关键词 重力模拟 空间机械臂 PSO算法 磁准零刚度 模糊PID控制
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悬吊式重力补偿系统随动控制技术与实验研究
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作者 王旭 刘延芳 +2 位作者 佘佳宇 袁秋帆 齐乃明 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第3期929-937,共9页
针对悬吊式重力补偿系统对负载水平运动响应慢、随动偏差测量不可靠、负载运动易激起吊索谐振等问题,提出基于齿轮导轨驱动、正交激光倾角测量的水平位置跟随方案。为实现随动偏差的高频、精确测量,采用正交安装的激光传感器测量出线口... 针对悬吊式重力补偿系统对负载水平运动响应慢、随动偏差测量不可靠、负载运动易激起吊索谐振等问题,提出基于齿轮导轨驱动、正交激光倾角测量的水平位置跟随方案。为实现随动偏差的高频、精确测量,采用正交安装的激光传感器测量出线口吊索相对距离,通过标定转换得到吊索偏角。利用对系统各部分建模分析及实际测量结果,设计陷波器抑制吊索谐振,实现高动态、高精度水平随动控制。实验结果表明,随动系统可以跟随被试人员的各种复杂运动,最大跟随速度大于2 m/s,且保持吊索最大偏差不超过1.4°,能够满足地外微低重力环境模拟的需求。 展开更多
关键词 微低重力模拟 主动二维随动跟踪 动力学建模 陷波器设计
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