微流星体高速撞击航天器Whipple防护结构损伤特性研究(英文) 被引量：1

1

作者 朱凼凼 庞宝君 +3 位作者 孙英超 贾斌 张泽华 程燕平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2246-2250,共5页

采用金刚石模拟高脆性、高熔点微流星体材料,对航天器典型Whipple防护结构进行高速撞击试验.试验表明,撞击产生的高温高压效应导致金刚石部分或全部转化为石墨,金刚石对防护结构的损伤主要体现在中低速阶段,当撞击速度大于4.3km/s时,对... 采用金刚石模拟高脆性、高熔点微流星体材料,对航天器典型Whipple防护结构进行高速撞击试验.试验表明,撞击产生的高温高压效应导致金刚石部分或全部转化为石墨,金刚石对防护结构的损伤主要体现在中低速阶段,当撞击速度大于4.3km/s时,对后板的灼烧损伤极为显著。 展开更多

关键词 微流星体 高速撞击 WHIPPLE防护结构 损伤特性

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低密度脆性微流星体撞击航天器防护结构损伤效应研究 被引量：1

2

作者 朱凼凼 庞宝君 +1 位作者 陈海波 贾斌 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2012年第3期9-11,28,共4页

采用硅酸盐质弹丸模拟低密度脆性微流星体,开展了航天器典型Whipple防护结构撞击实验研究,获得了低密度微流星体弹丸损伤模式和损伤规律,实验表明,当弹丸撞击速度在1.1～1.4km/s,前板损伤模式从花瓣式开裂转变为穿孔,当速度为1.4km/s时... 采用硅酸盐质弹丸模拟低密度脆性微流星体,开展了航天器典型Whipple防护结构撞击实验研究,获得了低密度微流星体弹丸损伤模式和损伤规律,实验表明,当弹丸撞击速度在1.1～1.4km/s,前板损伤模式从花瓣式开裂转变为穿孔,当速度为1.4km/s时后板鼓包头上出现裂纹;随着弹丸速度的进一步增加,后板出现剥落现象,并形成花瓣撕裂,当弹丸撞击速度达到1.95km/s时后板被击穿,导致防护结构受到破坏. 展开更多

关键词 低密度脆性 微流星体 撞击 防护结构 损伤效应

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近似二阶扩展卡尔曼滤波方法研究 被引量：8

3

作者 范炜 李勇 《空间控制技术与应用》 2009年第1期30-35,共6页

在综合考虑计算量和估计精度的情况下,提出一种新的非线性滤波方法——近似二阶扩展卡尔曼滤波(AS-EKF)方法。该方法基于线性最小方差递推滤波框架,对均值的非线性变换采用二阶近似,其精度高于扩展卡尔曼滤波(EKF)采用的一阶近似。通过... 在综合考虑计算量和估计精度的情况下,提出一种新的非线性滤波方法——近似二阶扩展卡尔曼滤波(AS-EKF)方法。该方法基于线性最小方差递推滤波框架,对均值的非线性变换采用二阶近似,其精度高于扩展卡尔曼滤波(EKF)采用的一阶近似。通过计算机仿真表明该滤波方法对非线性系统的滤波精度高于EKF,且计算量明显低于无迹滤波(UKF),该方法适用于对估计精度和计算量都有所要求的非线性系统滤波器设计。 展开更多

关键词 非线性滤波 扩展卡尔曼滤波 状态估计

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平流层飞艇热力学模型和上升过程仿真分析 被引量：39

4

作者 姚伟 李勇 +1 位作者 王文隽 郑威 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期603-607,共5页

建立了平流层飞艇的热力学控制模型,并采用该模型对飞艇的上升过程进行了仿真分析。分析表明,飞艇上升过程中的热力学和动态传热过程对飞艇的浮力和飞行控制有重要影响;飞艇上升过程中,为保持艇内外压差,需维持较大的空气出流量,艇内气... 建立了平流层飞艇的热力学控制模型,并采用该模型对飞艇的上升过程进行了仿真分析。分析表明,飞艇上升过程中的热力学和动态传热过程对飞艇的浮力和飞行控制有重要影响;飞艇上升过程中,为保持艇内外压差,需维持较大的空气出流量,艇内气体随外界压力降低膨胀做功,飞艇会处于较大的超冷状态,飞艇与外界大气的对流换热和日照条件下吸收太阳热辐射能量,可减轻飞艇的超冷状态;飞艇上升速率越快,艇内外气体温差越大,飞艇超冷状态越严重,净静升力降低越大。 展开更多

关键词 平流层飞艇 热力学模型 上升过程 仿真分析

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飞艇气囊压力与蒙皮张力的估算 被引量：24

5

作者 王文隽 李勇 +1 位作者 姚伟 郑威 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1109-1112,共4页

平流层飞艇的研制开发近年来成了世界各国的研究热点,由于平流层飞艇的滞空高度高,在上升和下降时飞艇气囊的体积和压力变化动态范围很大,其气囊的设计与低空飞艇有很大的不同。为了给飞艇的气囊结构设计、强度设计提供依据,采用微元受... 平流层飞艇的研制开发近年来成了世界各国的研究热点,由于平流层飞艇的滞空高度高,在上升和下降时飞艇气囊的体积和压力变化动态范围很大,其气囊的设计与低空飞艇有很大的不同。为了给飞艇的气囊结构设计、强度设计提供依据,采用微元受力分析的方法,对气囊蒙皮内张力的进行了分析,得出了飞艇气囊内外压差、曲率半径、气囊蒙皮内张力的关系。该关系还可以应用于各种充气囊体的张力分析,并利用此关系对飞艇的蒙皮张力进行了计算。 展开更多

关键词 平流层飞艇 气囊 张力 气压

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平流层飞艇太阳电池阵发电功率计算及分析 被引量：12

6

作者 郑威 宋琦 +2 位作者 李勇 吴志红 胡凌云 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1224-1230,共7页

针对圆柱曲面形状的平流层飞艇太阳能电池阵,提出了计算其发电功率的解析表达式;针对任意曲面形状的平流层飞艇太阳能电池阵,提出了一种准确方便的数值计算方法。针对飞艇通常采用的旋转对称组合椭球外形,提出了一种近似解析计算方法,... 针对圆柱曲面形状的平流层飞艇太阳能电池阵,提出了计算其发电功率的解析表达式;针对任意曲面形状的平流层飞艇太阳能电池阵,提出了一种准确方便的数值计算方法。针对飞艇通常采用的旋转对称组合椭球外形,提出了一种近似解析计算方法,将该解析计算方法和数值计算方法的计算结果进行比较后发现,近似解析方法日发电量计算结果精度可达0.1%,可以替代精确数值方法用于飞艇太阳能系统的设计和分析。最后,对平流层飞艇太阳能电池阵发电功率特性进行了详细分析,得到了平流层飞艇运行的季节、纬度、姿态、电池阵形状和安装位置等因素对其发电功率特性的影响规律。结果表明,以上因素与太阳电池阵面积和光电转化效率一样会对飞艇太阳电池发电功率造成重大影响。 展开更多

关键词 平流层飞艇 太阳能电池 曲面积分 能量分析 临近空间

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平流层飞艇优化方法和设计参数敏感性分析 被引量：13

7

作者 姚伟 李勇 +1 位作者 王文隽 郑威 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1524-1528,1588,共6页

平流层飞艇优化设计对飞艇体积、重量、成本、工作能力、承载能力等有重要影响。提出采用总重最小的优化目标对平流层飞艇进行优化,给出了平流层飞艇总体参数估算方法,建立了平流层飞艇优化流程,编制了计算程序,并对平流层飞艇进行了尺... 平流层飞艇优化设计对飞艇体积、重量、成本、工作能力、承载能力等有重要影响。提出采用总重最小的优化目标对平流层飞艇进行优化,给出了平流层飞艇总体参数估算方法,建立了平流层飞艇优化流程,编制了计算程序,并对平流层飞艇进行了尺寸优化。分析表明:(1)为达到最小代价(总重或成本)的目标,平流层飞艇设计不能片面追求阻力最小或者浮力最大,应综合考虑浮力与推力,进行尺寸优化;(2)平流层飞艇运行地理纬度、在一年中的运行时段、抗风能力、有效载荷重量、再生燃料电池比能量、蒙皮比重量等参数对飞艇优化设计尺寸有重要的影响。 展开更多

关键词 平流层飞艇 总体优化 参数分析

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多孔脆性火山岩弹丸高速撞击航天器典型防护结构试验和仿真分析 被引量：4

8

作者 朱凼凼 孙英超 +1 位作者 庞宝君 贾斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期213-215,共3页

采用多孔脆性火山岩弹丸,对航天器典型Whipple防护结构进行高速撞击试验和仿真计算,分析表明在低速撞击阶段,造成前板铝脱落,但后板并没有发生剥离现象,当撞击试验速度达到2.78km/s时,后板出现剥离现象,此速度可近似为Whipple防护结构... 采用多孔脆性火山岩弹丸,对航天器典型Whipple防护结构进行高速撞击试验和仿真计算,分析表明在低速撞击阶段,造成前板铝脱落,但后板并没有发生剥离现象,当撞击试验速度达到2.78km/s时,后板出现剥离现象,此速度可近似为Whipple防护结构遭到破坏的临界速度,试验与仿真结果基本吻合。 展开更多

关键词 多孔脆性 火山岩 高速撞击 WHIPPLE防护结构 损伤特性

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测量带有常值偏差时卫星自主定轨系统可观性分析 被引量：5

9

作者 张春青 刘良栋 李勇 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期1-7,13,共8页

考虑测量带有常值偏差时卫星自主定轨系统的状态观测和常值偏差估计问题,将观测常值偏差扩增为状态后进行卡尔曼滤波是解决这一问题的一个途径。为使卡尔曼滤波稳定,就必须分析系统的随机可观测性。文章利用线性时变系统的可观性理论对... 考虑测量带有常值偏差时卫星自主定轨系统的状态观测和常值偏差估计问题,将观测常值偏差扩增为状态后进行卡尔曼滤波是解决这一问题的一个途径。为使卡尔曼滤波稳定,就必须分析系统的随机可观测性。文章利用线性时变系统的可观性理论对测量带有常值偏差时卫星自主定轨系统的可观性进行了分析,数值仿真结果显示了所得理论的正确性。 展开更多

关键词 自主控制 误差估计 轨道参数动力学 模型 人造卫星

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弹丸超高速撞击航天器典型防护结构数值仿真 被引量：2

10

作者 庞宝君 朱凼凼 +1 位作者 孙英超 贾斌 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期601-605,共5页

选用铝和火山岩两种材料的弹丸,对航天器典型Whipple防护结构进行超高速撞击数值仿真计算。结果表明在弹丸质量和速度相同的情况下,铝弹丸撞击航天器防护结构的损伤效应要远远大于火山岩弹丸撞击的损伤,这是由弹丸材料特性决定的。

关键词 铝 火山岩 弹丸超高速撞击 航天器防护结构 数值仿真

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基于奇异值分解的航天器自主导航系统能观度分析 被引量：7

11

作者 范炜 李勇 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第2期50-55,共6页

目前基于系统能观度的分析方法均存在一定的不足,为了克服这些问题,提出一种基于奇异值分解(SVD)的系统能观度分析新方法,该方法能同时对系统状态整体和各个状态分量进行能观性和能观度分析,且应用较为方便。同时,利用该方法对基于星敏... 目前基于系统能观度的分析方法均存在一定的不足,为了克服这些问题,提出一种基于奇异值分解(SVD)的系统能观度分析新方法,该方法能同时对系统状态整体和各个状态分量进行能观性和能观度分析,且应用较为方便。同时,利用该方法对基于星敏感器和地球敏感器的航天器自主导航系统进行能观度分析,通过仿真计算分析给出影响该系统能观度的主要因素,所得结论可以对航天器实际工程中自主导航系统的敏感器配置及导航滤波器设计提供参考。 展开更多

关键词 航天器 自主导航 能观性 奇异值分解(SVD) 能观度

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微流星体撞击航天器防护结构的模拟实验 被引量：1

12

作者 庞宝君 朱凼凼 +1 位作者 孙英超 贾斌 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2010年第6期18-21,共4页

采用火山岩模拟低密度脆性微流星体材料,对航天器典型Whipple防护结构进行高速撞击试验.试验表明,火山岩弹丸在后板的损伤中,主要体现在其能量的集中性上,后板的损伤随着弹丸速度增加而增加,前板的碎片也是后板损伤的重要因素,其形成的... 采用火山岩模拟低密度脆性微流星体材料,对航天器典型Whipple防护结构进行高速撞击试验.试验表明,火山岩弹丸在后板的损伤中,主要体现在其能量的集中性上,后板的损伤随着弹丸速度增加而增加,前板的碎片也是后板损伤的重要因素,其形成的坑比火山岩碎片云的大和深. 展开更多

关键词 火山岩 高速撞击 防护结构 损伤特性

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平流层飞艇巡航姿态自适应神经网络补偿控制 被引量：3

13

作者 刘其睿 李勇 《空间控制技术与应用》 2009年第4期34-38,共5页

研究了一种基于自适应神经网络补偿的平流层飞艇前向速度与姿态控制系统设计方法.针对近似模型进行常规线性动态补偿器设计,并引入自适应径向基函数(RBF,radial basis function)神经网络对模型误差进行补偿.根据Lyapunov方法得到神经网... 研究了一种基于自适应神经网络补偿的平流层飞艇前向速度与姿态控制系统设计方法.针对近似模型进行常规线性动态补偿器设计,并引入自适应径向基函数(RBF,radial basis function)神经网络对模型误差进行补偿.根据Lyapunov方法得到神经网络权值自适应律,保证了闭环系统误差信号一致最终有界.仿真结果表明对于两类不同的飞艇模型,所设计的控制器在响应性及对未知环境风速作用的鲁棒性方面均具有良好的效果. 展开更多

关键词 平流层飞艇 巡航姿态 神经网络 自适应

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一种基于AUKF的航天器自主导航算法 被引量：3

14

作者 范炜 李勇 《空间控制技术与应用》 2009年第3期23-28,共6页

将非线性Sage-Husa噪声估计器与无迹滤波器(UKF)相结合,提出了一种新型的自适应无迹滤波器(AUKF).对基于AUKF的航天器自主导航系统进行了计算机仿真,仿真结果表明,对于存在测量偏差的自主导航系统,AUKF的导航滤波精度较传统的扩展卡尔... 将非线性Sage-Husa噪声估计器与无迹滤波器(UKF)相结合,提出了一种新型的自适应无迹滤波器(AUKF).对基于AUKF的航天器自主导航系统进行了计算机仿真,仿真结果表明,对于存在测量偏差的自主导航系统,AUKF的导航滤波精度较传统的扩展卡尔曼滤波器(EKF)有显著的提高.进而,针对航天器自主导航系统测量偏差周期时变的特点,提出了提高偏差估计精度的改进算法.仿真结果表明,在适当增加计算量的条件下,利用偏差估计改进算法的AUKF能够进一步提高自主导航系统的导航精度. 展开更多

关键词 自主导航 扩展卡尔曼滤波 自适应无迹滤波器 Sage-Husa噪声估计器

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提高卫星自主导航精度的滤波算法和仿真

15

作者 张春青 刘良栋 李勇 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期1-6,26,共7页

如何实时准确地对系统误差进行估计和校准提高基于“地-日-月”测量的卫星自主导航精度的一个重要途径。针对这一问题,将系统误差作为新增的状态向量,设计了轨道参数状态与系统误差状态解耦估计的两步滤波算法,该算法在估计轨道参数的... 如何实时准确地对系统误差进行估计和校准提高基于“地-日-月”测量的卫星自主导航精度的一个重要途径。针对这一问题,将系统误差作为新增的状态向量,设计了轨道参数状态与系统误差状态解耦估计的两步滤波算法,该算法在估计轨道参数的同时校准系统误差,数学仿真结果表明,采用文章所提出的滤波算法可以将自主导航的位置精度从10km(3σ)量级提高到300m(3σ)左右。 展开更多

关键词 自主式导航精度滤波 算法 系统仿真人造卫星

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