联合轨迹规划与测控中继通信在月背采样返回任务中的协同设计

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作者 国志磊 王琼 +3 位作者 王建明 黄磊 孙骥 尚海滨 《宇航学报》 北大核心 2025年第7期1332-1344,共13页

以返回舱携带1935.3 g月背样品成功返回地球为标志,执行人类首次月背采样返回的嫦娥六号任务按预定程序圆满完成了各阶段飞行使命。作为之前嫦娥五号月球正面任务的备份,在主要技术状态基线保持不变的情况下,月球背面采样返回任务涉及... 以返回舱携带1935.3 g月背样品成功返回地球为标志,执行人类首次月背采样返回的嫦娥六号任务按预定程序圆满完成了各阶段飞行使命。作为之前嫦娥五号月球正面任务的备份,在主要技术状态基线保持不变的情况下,月球背面采样返回任务涉及的系统间飞行规划和测控通信更为复杂:如环月轨道由顺行改为逆行,飞行周期和约束增加;月背通信需要先导发射的中继星支持;有限测控资源需要在不同任务和系统间统筹分配等。围绕这些系统间的任务协同设计,对轨迹联合规划与测控中继分析工作进行系统梳理和总结,为后续深空探测任务开展提供有益的技术和方法参考。 展开更多

关键词 月背采样返回 弹道/轨道拼接 逆行轨道 测控中继通信 协同设计

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一种考虑火星大气的固推上升段制导方法

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作者 周思琪 陈正 +1 位作者 崔祜涛 田阳 《宇航学报》 北大核心 2025年第6期1156-1168,共13页

为满足火星采样返回任务中,火面上升过程的精确制导需求,针对火星大气模型特点,设计了一种适用于固推上升段的制导律。该制导律在追求目标轨道高度的同时对位置航线偏差进行实时修正,通过纵、侧向运动的协同约束,更好地契合入轨参数要... 为满足火星采样返回任务中,火面上升过程的精确制导需求,针对火星大气模型特点,设计了一种适用于固推上升段的制导律。该制导律在追求目标轨道高度的同时对位置航线偏差进行实时修正,通过纵、侧向运动的协同约束,更好地契合入轨参数要求。在纵向制导方面,创新性地提出了改进的标称轨迹制导算法,通过状态转移驱动协态变量终端值的精确计算,并设计了适用于包含大气阻力模型的制导参数求解方法,显著提高了轨道半径目标的制导精度。针对侧向运动,设计了航线跟踪制导算法,在航迹偏角跟踪的基础上引入赤经、赤纬位置修正,实现了航迹方向与位置误差的同步优化,确保了上升器入轨的轨道面精度。通过上升过程仿真及蒙特卡洛分析,验证了该制导律在误差修正、入轨精度方面,以及不同偏差与随机误差条件下的优异制导性能。 展开更多

关键词 火星采样返回 固推约束 标称轨迹制导 侧向制导

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正交双色光场调控强场电离双平台能谱结构

3

作者 折雯 秦鹏 +5 位作者 许龙 龚敏 万伟平 郑灵灵 孙旭飞 陈张海 《厦门大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期690-698,共9页

[目的]在调控强场电离奇异能谱结构时,椭圆偏振光存在参数耦合,难以分离单一变量的问题.针对这一问题,对正交双色光场(OTC)调控氩原子气体电离能谱的现象进行研究,探究双色光的相位差和强度比对电子再碰撞过程和双平台结构的独立调控机... [目的]在调控强场电离奇异能谱结构时,椭圆偏振光存在参数耦合,难以分离单一变量的问题.针对这一问题,对正交双色光场(OTC)调控氩原子气体电离能谱的现象进行研究,探究双色光的相位差和强度比对电子再碰撞过程和双平台结构的独立调控机制,为强场电子动力学过程提供多维操控手段.[方法]利用时间依赖薛定谔方程(TDSE)和量子轨迹蒙特卡洛(QTMC)模型,模拟OTC场(800 nm与400 nm正交偏振光场,强度比1∶1~7∶1,相位差0~π)光场电离氩原子气体的过程,通过分析电子能谱与经典轨迹,明确多次绕核电子与能谱中双平台结构的关联.[结果]当强度比为1∶1时:相位差为0.1π~0.5π的能谱呈现双平台结构(过渡区域多次绕核电子产额居多),相位差为0.7π的电子能谱转为单平台结构(里德堡态电子占比激增).强度比为1∶1时双平台结构最为显著,偏离1∶1后过渡区域电子产额开始下降,双平台结构逐渐消失,电子的轨迹表明,双平台结构的消失源于多次绕核电子被俘获至里德堡轨道.[结论]OTC场通过相位差与强度比可独立调控电子再碰撞路径,实现了双平台结构的“开关效应”.相较于椭偏光场,OTC场的多维参数调控能够对多次绕核电子的电离率进行调控,有效操控电子处于电离态或者里德堡态;为强场量子电动力学研究提供更高精度的方法,并为分子轨道成像、高能谐波生成等应用奠定理论基础. 展开更多

关键词 再碰撞物理 双平台结构 多次绕核电子 里德堡态 正交双色光场 时间依赖薛定谔方程(TDSE) 量子轨迹蒙特卡洛(QTMC)模型

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玉米秸秆切碎还田机参数仿真优化与试验 被引量：1

4

作者 宋金库 李辉 +5 位作者 张华 刘小龙 孙伟 陈扬洲 王帅 袁永威 《林业机械与木工设备》 2024年第2期37-42,共6页

针对现有的玉米秸秆切碎还田机秸秆粉碎长度过长,在后续免耕播种中导致播种开沟器易堵塞的问题。采用正交试验设计方法,结合多体动力学软件RecurDyn和田间试验,以秸秆粉碎长度为试验指标,机具的行驶速度、偏心圆盘的转速、切碎刀杆的长... 针对现有的玉米秸秆切碎还田机秸秆粉碎长度过长,在后续免耕播种中导致播种开沟器易堵塞的问题。采用正交试验设计方法,结合多体动力学软件RecurDyn和田间试验,以秸秆粉碎长度为试验指标,机具的行驶速度、偏心圆盘的转速、切碎刀杆的长度为试验因素,选用L_(27)(3^(13))正交表,通过虚拟仿真试验方法,仿真得出每种方案的试验结果。对试验结果通过极差分析和方差分析,得出秸秆切碎还田机最优参数组合:圆盘转速700 r/min、机具行驶速度3 km/h、刀杆长度为200 mm。田间重复试验表明,最优参数组合条件下秸秆粉碎长度达到49.2 mm,比虚拟仿真试验得出的秸秆粉碎长度(47.7 mm)长1.5 mm,田间试验结果与仿真试验结果吻合度高,可以为同类型的玉米秸秆切碎还田机的设计提供参考。 展开更多

关键词 秸秆还田机 切碎长度 RecurDyn仿真 正交试验 轨迹

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2019年2月北京地区3次回流降雪过程的水汽输送特征分析

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作者 李双旭 任阳泽 +1 位作者 章露露 薛惠文 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期807-814,共8页

为提高北京地区回流降雪预报的准确率,利用ERA5/GDAS全球格点再分析资料和HYSPLIT轨迹追踪模式,对2019年2月发生在北京地区的3次回流降雪过程进行天气学分析和水汽输送特征分析。结果表明,在3次回流降雪个例中,偏东气流中的水汽含量有限... 为提高北京地区回流降雪预报的准确率,利用ERA5/GDAS全球格点再分析资料和HYSPLIT轨迹追踪模式,对2019年2月发生在北京地区的3次回流降雪过程进行天气学分析和水汽输送特征分析。结果表明,在3次回流降雪个例中,偏东气流中的水汽含量有限,当出现偏南水汽通道的配合时,可产生明显的降雪。在典型回流形势(2月14日)下,高后回流与河套倒槽配合,回流水汽输送通道更为深厚,利于降雪;在非典型回流形势(2月6日和12日)下,回流水汽输送集中于大气的低层(850 hPa以下)。2月12日南支气流水汽输送贡献较大,对南支气流水汽输送的忽视是导致2月12日降雪漏报的原因之一。3次回流降雪个例在偏东和偏南路径上水汽输送至北京地区的时间与白天显著降雪的时段基本上对应,可作为预报回流降雪的关键因子。 展开更多

关键词 回流 降雪 轨迹追踪 水汽输送

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月球探测器返回轨道特性分析 被引量：6

6

作者 白玉铸 郗晓宁 +1 位作者 刘磊 王功波 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期11-16,共6页

对月球探测器的返回轨道进行了建模与特性分析。在三维空间中建立了返回轨道的数学模型;对模型进行仿真分析得到从月球影响球东经80°出口的返回轨道最省能量等结论;根据模型及其特性给出初步轨道的算例,并以此结果为初值,在已有高... 对月球探测器的返回轨道进行了建模与特性分析。在三维空间中建立了返回轨道的数学模型;对模型进行仿真分析得到从月球影响球东经80°出口的返回轨道最省能量等结论;根据模型及其特性给出初步轨道的算例,并以此结果为初值,在已有高精度动力学模型下搜索计算,较快地得到了精确轨道;通过两条轨道参数及空间形状的对比,证明文中解析方法的正确性。 展开更多

关键词 月球探测器 返回轨道 特性分析 初步轨道 精确轨道

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褐飞虱2009年秋季回迁的雷达监测及轨迹分析 被引量：16

7

作者 齐会会 张云慧 +2 位作者 程登发 韩二宾 孙京瑞 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1256-1264,共9页

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)是水稻生产上重要的迁飞性害虫,研究其迁飞、扩散规律,为早期预警和有效防治提供科学依据。2009年4月27日至10月11日,在中国农业科学院植物保护研究所重大病虫害监测预警兴安雷达站内利用毫米波扫描昆虫... 褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)是水稻生产上重要的迁飞性害虫,研究其迁飞、扩散规律,为早期预警和有效防治提供科学依据。2009年4月27日至10月11日,在中国农业科学院植物保护研究所重大病虫害监测预警兴安雷达站内利用毫米波扫描昆虫雷达对褐飞虱的迁飞过程进行长期观测,高空探照灯诱虫器及佳多自动虫情测报灯诱虫器分别用来诱捕高空及地面的褐飞虱,对高空探照灯诱到的褐飞虱雌成虫随机挑选30头进行卵巢解剖,并结合大区环流和利用Hysplit_4模型进行轨迹分析,研究了褐飞虱的秋季回迁过程和虫源。结果表明:褐飞虱秋季回迁高峰期出现在9月28日至10月7日,高峰日为10月1日,高峰日内雷达回波主要在600～1100m范围内聚集成层,高空探照灯诱虫器内褐飞虱的数量达到了13620头;卵巢发育级别以1～2级为主。轨迹分析显示:本次回迁的褐飞虱主要来自湖南衡阳和永州等地,随东北气流向广西柳州、南宁和崇左等方向迁飞。轨迹推断与褐飞虱实发虫情基本吻合,通过毫米波扫描昆虫雷达确定了褐飞虱秋季回迁的高度,为毫米波扫描昆虫雷达早期投入到预测预报的实践中奠定了基础,对我国褐飞虱早期预警体系的建立将提供必要的技术支持。 展开更多

关键词 褐飞虱 毫米波扫描昆虫雷达 迁飞 回迁 轨迹分析

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绕月自由返回飞行任务的轨道设计方法 被引量：10

8

作者 张磊 谢剑锋 唐歌实 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1388-1395,共8页

针对绕月自由返回飞行提出一种任务轨道设计方法。在双二体模型下基于圆锥曲线拼接和能量匹配原则迭代计算初值,采用Broyden法构造新的微分修正格式,在精确模型下分别针对三组不同的目标变量和目标值对初值进行逐级修正使之满足再入参... 针对绕月自由返回飞行提出一种任务轨道设计方法。在双二体模型下基于圆锥曲线拼接和能量匹配原则迭代计算初值,采用Broyden法构造新的微分修正格式,在精确模型下分别针对三组不同的目标变量和目标值对初值进行逐级修正使之满足再入参数。采用简单迭代调整近地点时刻、飞行时间完成发射弹道拼接和落点位置匹配,迭代初值根据落点纬度插值确定,插值表通过对若干飞行时间进行初值计算和发射弹道拼接构造。算例表明,该流程能够扩展初值计算的适用范围,具有良好的收敛性和计算效率。 展开更多

关键词 轨道设计 绕月自由返回 Broyden法 发射弹道拼接 落点匹配

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载人登月自由返回轨道与Hybrid轨道设计方法 被引量：12

9

作者 白玉铸 陈小前 李京浩 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期33-39,共7页

对自由返回轨道与Hybrid轨道的设计方法进行了研究。应用分段受摄的高精度动力学模型,设计了搜索变量、约束条件与微分修正搜索算法,搜索得到了自由返回轨道标称轨道,并使用STK软件对其进行了验证与三维仿真,最后对误差传递情况进行了... 对自由返回轨道与Hybrid轨道的设计方法进行了研究。应用分段受摄的高精度动力学模型,设计了搜索变量、约束条件与微分修正搜索算法,搜索得到了自由返回轨道标称轨道,并使用STK软件对其进行了验证与三维仿真,最后对误差传递情况进行了分析。Hybrid轨道由自由返回与非自由返回轨道组合而成,文中给出了一条典型的Hybrid轨道设计过程,并对其优缺点进行了简要分析。文章所述方法与结论可应用于载人登月任务轨道设计,也可应用于嫦娥后期工程和搭载发射的微型月球探测器的轨道设计。 展开更多

关键词 自由返回轨道 Hybrid轨道 载人登月 嫦娥工程 微分修正算法

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月球探测软着陆与采样返回段弹道确定 被引量：11

10

作者 宋叶志 黄勇 +4 位作者 胡小工 王琰 茅永兴 朱凌凤 昌胜骐 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1157-1163,共7页

针对月球探测中软着陆与采样返回段弹道计算问题,提出用数值逼近弹道确定方法。通过B样条对探测器状态进行建模,进而综合全弧段数据进行统计定轨的方法。由于样条法良好的数值逼近性能,使得该方法对探测器弹道异常复杂情况下的状态确定... 针对月球探测中软着陆与采样返回段弹道计算问题,提出用数值逼近弹道确定方法。通过B样条对探测器状态进行建模,进而综合全弧段数据进行统计定轨的方法。由于样条法良好的数值逼近性能,使得该方法对探测器弹道异常复杂情况下的状态确定较为有效。对嫦娥三号探测器动力软着陆弧段进行了仿真与实测数据处理。分析了采样返回段的基本动力学与控制特征,为后续的嫦娥五号探测器的软着陆及其采样返回提供初步的可行弹道计算方法。在嫦娥三号探测器动力落月段实测数据处理中,通过评估,该段弹道确定精度优于100 m,其弹道末点与NASA的月球勘测轨道器(LRO)给出的结果差异优于50 m,证实了文章提出的软着陆弹道确定方法的有效性。 展开更多

关键词 嫦娥三号 嫦娥五号 软着陆 采样返回 轨道确定 标称轨道制导

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月球低能返回轨道设计的混合自适应遗传算法 被引量：4

11

作者 刘玥 钱霙婧 +2 位作者 马林 王鹏 荆武兴 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期79-83,共5页

针对月球探测器低能量返回轨道设计问题,在椭圆四体问题下建立探测器动力学模型,考虑太阳引力与月球椭圆运动对探测器轨道的影响,并分析探测器低能量返回轨道的存在性与轨道动力学特性,以及针对设计月球最低能量返回轨道过程中模型强非... 针对月球探测器低能量返回轨道设计问题,在椭圆四体问题下建立探测器动力学模型,考虑太阳引力与月球椭圆运动对探测器轨道的影响,并分析探测器低能量返回轨道的存在性与轨道动力学特性,以及针对设计月球最低能量返回轨道过程中模型强非线性、全局优化性能差等现象,提出了一种混合自适应遗传算法用于寻找月球探测器返回地球所需的最低能量以及对应的转移轨道,算法根据种群适应度数据自适应改变进化特征,提高了种群向全局最优点进化的效率,降低了计算量.仿真结果表明,此种算法可以精确高效地计算月球探测器返回地球所需的最低能量,所需的速度脉冲仅为传统的双曲拼接法的75%,显著节约了能源消耗. 展开更多

关键词 月球探测器 返回轨道 低能量 自适应 遗传算法

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月地转移轨道快速设计与特性分析 被引量：14

12

作者 张磊 于登云 张熇 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期62-70,共9页

对采用直接大气再入方式的月地转移轨道,考虑大气再入界面参数和地面落点位置约束,提出了一种基于双二体模型的快速设计方法。该方法分为内外两层迭代循环,内层循环使月心段轨道和地心段轨道在月球影响球边界处连续,并采用Lambert问题与... 对采用直接大气再入方式的月地转移轨道,考虑大气再入界面参数和地面落点位置约束,提出了一种基于双二体模型的快速设计方法。该方法分为内外两层迭代循环,内层循环使月心段轨道和地心段轨道在月球影响球边界处连续,并采用Lambert问题与Newton-Raphson法相集合的方法求解满足再入角约束的地心段轨道参数;外层循环通过调整地心段轨道倾角和轨道置入时间使月地转移轨道满足地面落点位置约束。分析表明,存在四种类型的月地转移轨道满足大气再入界面约束,分别为降-降型、降-升型、升-降型和升-升型。在此基础上,对四种类型月地转移轨道的近地点地心距、置入分布点、再入点分布等特性进行了分析。仿真结果验证了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 采样返回 轨道设计 月地转移轨道 大气再入 月球探测器

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基于虚拟落点策略的月球返回飞船再入制导方法 被引量：5

13

作者 赵彪 崔乃刚 +1 位作者 郭继峰 王平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期170-178,共9页

针对长航程大偏差状况下阿波罗再入制导算法的精度退化问题提出改进,采用数值预测-校正方法规划和调制线性参数化的倾侧角剖面,给出了一种在全航程包络内适用的月球返回飞船再入制导方法。引入虚拟落点策略,在一次再入段利用算法预测能... 针对长航程大偏差状况下阿波罗再入制导算法的精度退化问题提出改进,采用数值预测-校正方法规划和调制线性参数化的倾侧角剖面,给出了一种在全航程包络内适用的月球返回飞船再入制导方法。引入虚拟落点策略,在一次再入段利用算法预测能力预测二次再入段初始侧向偏差并进行前馈补偿,给出了简便有效的虚拟落点瞄准程序。大偏差任务想定下的蒙特卡洛仿真分析表明,该算法在3000km到10000km的再入航程范围内,能够确保偏差小于3km的落点精度。 展开更多

关键词 月球返回 跳跃再入 轨迹规划 再入制导 虚拟落点

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高功率微波作用下介质窗表面电子运动2维仿真 被引量：7

14

作者 郝西伟 张冠军 +3 位作者 黄文华 秋实 陈昌华 方进勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期99-104,共6页

建立了真空中高功率微波作用下介质窗表面电子运动2维仿真模型,充分考虑了微波电磁场及介质表面静电场等影响因素。通过对不同电子出射初始角度和微波场参数(电场幅值、频率及电子出射时电场相位)对电子运动状态影响的仿真分析,得到了... 建立了真空中高功率微波作用下介质窗表面电子运动2维仿真模型,充分考虑了微波电磁场及介质表面静电场等影响因素。通过对不同电子出射初始角度和微波场参数(电场幅值、频率及电子出射时电场相位)对电子运动状态影响的仿真分析,得到了二次电子倍增过程中电子在复合场下的运动轨迹、电子重新返回介质表面的撞击能量及返回时间等状态参数,获得了电子运动状态参数随电子出射角度和微波场参数的变化规律。研究发现:电子出射角度对其运动状态有显著影响,电子存在运动轨迹最大的某一出射角度,该角度下电子拥有最大的撞击能量;微波电场幅值的增加将使电子撞击能量增加,返回时间减小,微波电场相位的变化使电子的撞击能量和返回时间呈周期振荡,这从本质上解释了电子数量在二次电子倍增过程中以微波频率两倍周期振荡的原因;随着微波频率的增加电子将由简单的类抛物线运动转变为复杂的振荡运动。 展开更多

关键词 高功率微波 介质窗 2维仿真 电子运动轨迹 撞击能量 返回时间

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载人登月绕月自由返回轨道混合-分层优化设计 被引量：12

15

作者 曹鹏飞 贺波勇 +1 位作者 彭祺擘 李海阳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期331-337,共7页

针对载人登月绕月自由返回飞行任务,提出一种混合-分层轨道优化设计方法。将高精度模型下强约束自由返回轨道设计问题转化为有约束非线性规划求解问题,在此基础上提出一种混合-分层优化求解策略。在双二体模型下利用差分进化算法(DE)与... 针对载人登月绕月自由返回飞行任务,提出一种混合-分层轨道优化设计方法。将高精度模型下强约束自由返回轨道设计问题转化为有约束非线性规划求解问题,在此基础上提出一种混合-分层优化求解策略。在双二体模型下利用差分进化算法(DE)与序列二次规划(SQP)相结合的混合优化算法快速求解了满足弱约束条件下的轨道初值问题。采用序列二次规划(SQP)构造两层迭代格式,在高精度模型和强目标约束下对初步设计轨道进行逐层修正。最后,通过仿真测试,文章所述方法的可行性与有效性得到了验证。仿真飞行结果还进一步表明该设计方法具有求解精度高、收敛速度快等优点,为探月工程任务提供了一种有效的轨道设计工具。 展开更多

关键词 载人登月 绕月自由返回飞行 轨道设计 混合-分层优化

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月地高速再入返回器弹道重建与气动力参数辨识 被引量：3

16

作者 李齐 魏昊功 +3 位作者 张正峰 陈春亮 彭兢 杨孟飞 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1043-1050,共8页

对嫦娥五号返回器再入飞行数据进行了弹道重建与气动力参数辨识。采用输出误差法辨识传感器误差及状态量初值,完成弹道重建。对重建弹道进行风修正,并获得修正后的攻角和侧滑角。基于修正后的弹道数据,采用线性回归法完成气动力参数辨... 对嫦娥五号返回器再入飞行数据进行了弹道重建与气动力参数辨识。采用输出误差法辨识传感器误差及状态量初值,完成弹道重建。对重建弹道进行风修正,并获得修正后的攻角和侧滑角。基于修正后的弹道数据,采用线性回归法完成气动力参数辨识。与外测数据对比分析可知,弹道重建结果精度较高。与地面设计数据对比分析可知,气动力数据辨识结果与设计值偏差在合理范围内,从而验证了地面设计数据的可信度。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 返回再入 再入弹道重建 气动参数辨识

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从近地轨道入轨的载入登月发射窗口分析与设计 被引量：4

17

作者 黄文德 郗晓宁 王威 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2010年第3期310-319,共10页

为了提高安全性和增加运载能力,现代载人登月将采用人货分运的方式。针对从近地轨道入轨的问题,建立从近地轨道出发,以自由返回轨道为设计目标,满足轨道约束、光照约束和测控约束的发射窗口的计算模型。提出多约束条件下发射窗口选择算... 为了提高安全性和增加运载能力,现代载人登月将采用人货分运的方式。针对从近地轨道入轨的问题,建立从近地轨道出发,以自由返回轨道为设计目标,满足轨道约束、光照约束和测控约束的发射窗口的计算模型。提出多约束条件下发射窗口选择算法。最后,根据自由返回轨道的特点给出发射窗口仿真算例。研究结果表明,对于给定着月点和近地轨道,载人登月的发射窗口并不是每个月都会出现一次,但在1年中,仍有多次机会可供选择。 展开更多

关键词 载人登月 发射窗口 自由返回轨道 圆锥曲线拼接

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载人登月绕月自由返回轨道与窗口精确快速设计 被引量：14

18

作者 贺波勇 李海阳 周建平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期512-518,共7页

针对载人登月任务背景及工程约束,提出一种轨道与窗口一体化设计方法。通过两次坐标转化,将自由返回轨道设计参数解耦为近月点独立变量。在双二体假设下,通过4段二体轨道拼接完成自由返回轨道初值快速搜索及匹配近地停泊轨道(LEO)面的... 针对载人登月任务背景及工程约束,提出一种轨道与窗口一体化设计方法。通过两次坐标转化,将自由返回轨道设计参数解耦为近月点独立变量。在双二体假设下,通过4段二体轨道拼接完成自由返回轨道初值快速搜索及匹配近地停泊轨道(LEO)面的月窗口,其结果作为下一步采用序列二次规划(SQP)迭代求解高精度动力学模型轨道参数的初值,在该条精确轨道近月点时刻90 min邻域内产生可以匹配LEO地月转移入轨相位的零窗口轨道。算例表明,该流程能够精确快速地完成具有复杂任务背景及苛刻工程要求的载人登月绕月自由返回轨道与窗口设计问题。 展开更多

关键词 载人登月 绕月自由返回 轨道设计 停泊轨道匹配 入轨窗口

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基于EDEM的秸秆—土壤颗粒翻埋运动仿真及试验 被引量：4

19

作者 葛宜元 矫洪成 +2 位作者 刘东旭 梁秋艳 杨传华 《中国农机化学报》 北大核心 2023年第7期229-235,共7页

水稻秸秆与土壤翻埋过程是影响秸秆还田的重要因素。在前期建立的还田刀辊—土壤—水稻秸秆三者仿真互作模型的基础上,进一步研究土壤颗粒的运动状态。在耕深为20 cm、刀轴旋转速度为240 r/min、单位秸秆量为3.5 kg/m2时,以秸秆翻埋率... 水稻秸秆与土壤翻埋过程是影响秸秆还田的重要因素。在前期建立的还田刀辊—土壤—水稻秸秆三者仿真互作模型的基础上,进一步研究土壤颗粒的运动状态。在耕深为20 cm、刀轴旋转速度为240 r/min、单位秸秆量为3.5 kg/m2时,以秸秆翻埋率和还田深度为指标,分别进行仿真与室内模拟试验,翻埋率分别为87.5%、86.7%,还田深度分别为19.16 cm、18.68 cm,模拟试验验证仿真试验的有效性。仿真结果显示所标定颗粒152658与刀辊接触时,开始向后下方位移,到达最低点后随着刀辊的旋转向后上方抛洒,此时运动轨迹近似抛物线,随后在重力作用下回落到地表,与其他颗粒碰撞产生波动,直至最终停下。通过随机标定颗粒研究土壤受力情况,结果表明:当弯刀在开始接触土壤颗粒时,颗粒X、Y、Z方向受力均直线上升,最大值分别为15.61 N、37.2 N、50.37 N,直到该土壤颗粒团被弯刀切碎后,力逐渐下降为0。同理标定秸秆颗粒45 681,分析其运动轨迹,仿真结果表明:起初土壤颗粒对秸秆速度产生促进和抑制双重作用,随着土壤回落地表,秸秆在土层下主要受到土壤摩擦作用,直至秸秆速度降为0。仿真分析从微观角度揭示弯刀对秸秆翻埋还田的工作机理,为部件优化设计提供理论支持。 展开更多

关键词 秸秆还田 土壤颗粒 秸秆颗粒 运动轨迹 翻埋运动

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地月空间对称自由返回轨道设计与分析 被引量：5

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作者 彭坤 孙国江 +1 位作者 王平 徐明 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2018年第6期27-33,共7页

为快速设计出适合载人月球探测任务和地月空间人员运输任务的自由返回轨道,在三体模型下研究了地月空间对称自由返回轨道的设计方法及其轨道特性。首先,在圆型限制性三体模型建立自由返回轨道地心旋转系下二维极坐标动力学模型。其次,... 为快速设计出适合载人月球探测任务和地月空间人员运输任务的自由返回轨道,在三体模型下研究了地月空间对称自由返回轨道的设计方法及其轨道特性。首先,在圆型限制性三体模型建立自由返回轨道地心旋转系下二维极坐标动力学模型。其次,根据自由返回轨道对称特性建立求解模型,选择近月点y轴速度为控制变量,并基于月球逃逸速度给出控制变量初值估计方法,提出了不同地心和月心运行方向的对称自由返回轨道搜索策略。最后,分析了4种类型对称自由返回轨道的轨道差异,并分析了不同近地点高度和近月点高度下自由返回轨道的轨道特性。仿真结果表明:文章提出的设计方法能快速准确地搜索出指定类型的对称自由返回轨道,同时其轨道特性分析结论可为后续载人月球探测任务和地月空间人员运输任务的自由返回轨道选择提供参考。 展开更多

关键词 载人登月 对称自由返回轨道 地月空间 圆型限制性三体模型 微分修正

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