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大型柔性航天器动力学与振动控制研究进展
被引量：
71
1
作者
曹登庆
白坤朝
+4 位作者
丁虎
周徐斌
潘忠文
陈立群
詹世革
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第1期1-13,共13页
随着航天重大工程的逐步实施,航天器正朝着超高速、超大尺度、多功能的方向发展,其面临的发射和运行环境也更加恶劣.航天器发射过程中的振动及其主/被动控制、在轨运行中大型柔性航天器动力学建模与动态响应分析、结构振动与飞行器姿态...
随着航天重大工程的逐步实施,航天器正朝着超高速、超大尺度、多功能的方向发展,其面临的发射和运行环境也更加恶劣.航天器发射过程中的振动及其主/被动控制、在轨运行中大型柔性航天器动力学建模与动态响应分析、结构振动与飞行器姿态的混合控制等问题越来越复杂且难于处理;航天器结构的大型化和柔性化(如大阵面天线和太阳翼等)也对其地面试验和半实物仿真提出了挑战.本文着重介绍大型柔性航天器涉及到的动力学与振动控制问题,包括航天器发射过程中的整星隔振,大型柔性结构动力学建模与振动响应分析,大型柔性航天器的结构振动与姿轨控耦合动力学及其混合控制等.提炼出航天动力学与控制领域中亟待解决的若干基础科学问题,包括:多刚柔体系统动力学建模与模型降阶(涉及大变形柔性体动力学建模、多求解器合作仿真、模型降阶、组合结构动力学建模的解析方法等);复杂结构状态空间模型构建方法与能控性(涉及状态空间模型构建的理论与实验方法、复杂结构振动控制系统的能观性与能控性等);航天器姿态运动与大型柔性结构振动的混合控制律设计(涉及姿态机动与结构振动的鲁棒混合控制、执行机构与压电控制器的协同控制等).
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关键词
大型柔性航天器
空间结构
非线性动力学
振动控制
姿轨控
多体系统动力学
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职称材料
磁致伸缩主被动隔振装置中的磁机耦合效应研究
被引量：
8
2
作者
牛牧青
杨斌堂
+2 位作者
杨诣坤
孟光
陈立群
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第2期324-332,共9页
磁致伸缩材料和柔顺位移放大机构组成的主动驱动装置具有精度高、驱动力大等特点.将其与被动隔振装置并联,形成主被动隔振装置,可以弥补纯被动隔振在低频和微幅扰动工况下的不足.本文针对这类磁致伸缩主被动隔振装置进行磁机耦合效应研...
磁致伸缩材料和柔顺位移放大机构组成的主动驱动装置具有精度高、驱动力大等特点.将其与被动隔振装置并联,形成主被动隔振装置,可以弥补纯被动隔振在低频和微幅扰动工况下的不足.本文针对这类磁致伸缩主被动隔振装置进行磁机耦合效应研究.基于Jiles-Atherton模型,分析了磁致伸缩材料所受应力对有效磁场、磁化强度、磁致伸缩系数和材料杨氏模量的影响,表征了材料磁机耦合效应.在此基础上,建立了主被动隔振装置的动力学模型,分析了主动驱动装置与被动隔振装置间的耦合作用.在耦合作用影响下,若被动隔振装置刚度不同,即使输入磁场相同,驱动器产生的驱动位移和驱动力也不相同.磁致伸缩材料的变刚度效应使隔振装置整体等效刚度不再为定值,从而影响被动隔振效果.本文提出了通过柔顺机构参数设计减小前述两种耦合影响的方法.数值仿真结果表明,磁致伸缩主被动隔振装置在低于、接近和高于谐振频率三类扰动下,都能达到比被动隔振更好的振动抑制效果.此外,仿真结果验证了考虑磁机耦合效应的数值模型具有更高精度.
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关键词
隔振
磁致伸缩材料
磁机耦合
变刚度效应
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职称材料
德国振动力学教材浅析
被引量：
3
3
作者
陈立群
《力学与实践》
北大核心
2018年第5期549-553,共5页
本文评介几部德国振动力学本科教材。首先概述振动教材的早期历史,分析英国、美国和德国振动教材的特点。然后分别阐述三部德国振动力学教材《线性振动:多自由度振动系统的理论论述》《工程振动论:离散机械系统的线性振动》和《振动论:...
本文评介几部德国振动力学本科教材。首先概述振动教材的早期历史,分析英国、美国和德国振动教材的特点。然后分别阐述三部德国振动力学教材《线性振动:多自由度振动系统的理论论述》《工程振动论:离散机械系统的线性振动》和《振动论:线性振动理论和应用》的内容和特色。最后简要讨论它们对振动教材编写的启示。
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关键词
振动力学
教材
线性振动
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职称材料
题名
大型柔性航天器动力学与振动控制研究进展
被引量：
71
1
作者
曹登庆
白坤朝
丁虎
周徐斌
潘忠文
陈立群
詹世革
机构
哈尔滨工业大学
航天
学院
国家自然科学基金委员会数理科学部
上海
大学
上海应用数学和力学研究所
上海卫星工程研究所
北京宇航系统工程研究所
哈尔滨工业大学深圳校区理学院
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第1期1-13,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(11732005
11742016)
文摘
随着航天重大工程的逐步实施,航天器正朝着超高速、超大尺度、多功能的方向发展,其面临的发射和运行环境也更加恶劣.航天器发射过程中的振动及其主/被动控制、在轨运行中大型柔性航天器动力学建模与动态响应分析、结构振动与飞行器姿态的混合控制等问题越来越复杂且难于处理;航天器结构的大型化和柔性化(如大阵面天线和太阳翼等)也对其地面试验和半实物仿真提出了挑战.本文着重介绍大型柔性航天器涉及到的动力学与振动控制问题,包括航天器发射过程中的整星隔振,大型柔性结构动力学建模与振动响应分析,大型柔性航天器的结构振动与姿轨控耦合动力学及其混合控制等.提炼出航天动力学与控制领域中亟待解决的若干基础科学问题,包括:多刚柔体系统动力学建模与模型降阶(涉及大变形柔性体动力学建模、多求解器合作仿真、模型降阶、组合结构动力学建模的解析方法等);复杂结构状态空间模型构建方法与能控性(涉及状态空间模型构建的理论与实验方法、复杂结构振动控制系统的能观性与能控性等);航天器姿态运动与大型柔性结构振动的混合控制律设计(涉及姿态机动与结构振动的鲁棒混合控制、执行机构与压电控制器的协同控制等).
关键词
大型柔性航天器
空间结构
非线性动力学
振动控制
姿轨控
多体系统动力学
Keywords
large-scale flexible spacecraft
space structures
nonlinear dynamics,vibration control,attitude and orbital maneuvering,multi-body system dynamics
分类号
V411.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V448 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
磁致伸缩主被动隔振装置中的磁机耦合效应研究
被引量：
8
2
作者
牛牧青
杨斌堂
杨诣坤
孟光
陈立群
机构
上海交通
大学
机械系统与振动国家重点实验室
哈尔滨工业大学深圳校区理学院
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第2期324-332,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51775349)
文摘
磁致伸缩材料和柔顺位移放大机构组成的主动驱动装置具有精度高、驱动力大等特点.将其与被动隔振装置并联,形成主被动隔振装置,可以弥补纯被动隔振在低频和微幅扰动工况下的不足.本文针对这类磁致伸缩主被动隔振装置进行磁机耦合效应研究.基于Jiles-Atherton模型,分析了磁致伸缩材料所受应力对有效磁场、磁化强度、磁致伸缩系数和材料杨氏模量的影响,表征了材料磁机耦合效应.在此基础上,建立了主被动隔振装置的动力学模型,分析了主动驱动装置与被动隔振装置间的耦合作用.在耦合作用影响下,若被动隔振装置刚度不同,即使输入磁场相同,驱动器产生的驱动位移和驱动力也不相同.磁致伸缩材料的变刚度效应使隔振装置整体等效刚度不再为定值,从而影响被动隔振效果.本文提出了通过柔顺机构参数设计减小前述两种耦合影响的方法.数值仿真结果表明,磁致伸缩主被动隔振装置在低于、接近和高于谐振频率三类扰动下,都能达到比被动隔振更好的振动抑制效果.此外,仿真结果验证了考虑磁机耦合效应的数值模型具有更高精度.
关键词
隔振
磁致伸缩材料
磁机耦合
变刚度效应
Keywords
vibration isolation
magnetostrictive material
magneto-mechanical effect
ΔE effect
分类号
O482.5 [理学—固体物理]
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职称材料
题名
德国振动力学教材浅析
被引量：
3
3
作者
陈立群
机构
哈尔滨工业大学深圳校区理学院
出处
《力学与实践》
北大核心
2018年第5期549-553,共5页
文摘
本文评介几部德国振动力学本科教材。首先概述振动教材的早期历史,分析英国、美国和德国振动教材的特点。然后分别阐述三部德国振动力学教材《线性振动:多自由度振动系统的理论论述》《工程振动论:离散机械系统的线性振动》和《振动论:线性振动理论和应用》的内容和特色。最后简要讨论它们对振动教材编写的启示。
关键词
振动力学
教材
线性振动
分类号
O32 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大型柔性航天器动力学与振动控制研究进展
曹登庆
白坤朝
丁虎
周徐斌
潘忠文
陈立群
詹世革
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
71
在线阅读
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职称材料
2
磁致伸缩主被动隔振装置中的磁机耦合效应研究
牛牧青
杨斌堂
杨诣坤
孟光
陈立群
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
德国振动力学教材浅析
陈立群
《力学与实践》
北大核心
2018
3
在线阅读
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职称材料
已选择
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参考文献
引证文献
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