空间锁紧机构碟形弹簧应力松弛加速寿命预测方法

1

作者 张瑞雄 张汉亭 +3 位作者 杨晟曦 王治易 张俞 权凌霄 《机械设计》 北大核心 2025年第S1期96-100,共5页

针对空间锁紧机构碟形弹簧在轨工作15年使用要求,提出了基于温度的碟簧应力松弛加速寿命预测方法,并给出了试验方案。通过4种温度下的碟簧应力松弛试验数据,分析得到寿命特征参数,进而由加速衰退模型预测在轨环境碟簧锁紧力衰减情况。... 针对空间锁紧机构碟形弹簧在轨工作15年使用要求,提出了基于温度的碟簧应力松弛加速寿命预测方法,并给出了试验方案。通过4种温度下的碟簧应力松弛试验数据,分析得到寿命特征参数,进而由加速衰退模型预测在轨环境碟簧锁紧力衰减情况。结果表明:高温可极大加快应力松弛进程,在碟簧初始锁紧力为37 kN,25℃环境下工作15年锁紧力衰减3.1 kN,满足锁紧机构寿命要求,可为锁紧机构设计指标论证、地面产品装调和寿命评估提供依据。 展开更多

关键词 锁紧机构 碟形弹簧 应力松弛 加速寿命试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于等边Bennett机构的变形翼机构设计与分析

2

作者 田大可 张珺威 +3 位作者 金路 刘荣强 雷宏强 崔锡赫 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期742-752,共11页

变体飞行器是一种通过变形机构改变自身气动外形,以适应多种飞行环境与任务要求的新概念飞行器,在航空航天、军事侦察等领域具有重要的应用价值,是未来飞行器研究的前沿与热点。针对变体飞行器广空域、宽速域等新的发展需求,基于等边Ben... 变体飞行器是一种通过变形机构改变自身气动外形,以适应多种飞行环境与任务要求的新概念飞行器,在航空航天、军事侦察等领域具有重要的应用价值,是未来飞行器研究的前沿与热点。针对变体飞行器广空域、宽速域等新的发展需求,基于等边Bennett机构提出一种具有空间多回路闭链特征的展向弯曲变形翼机构。研究等边Bennett机构的几何特性,提出基于等边Bennett机构的多回路闭环变形翼机构设计方案;采用约束螺旋求解法对变形翼机构自由度进行求解,基于D-H坐标变换法建立运动学模型;建立机构三维模型及虚拟样机,并进行运动学仿真验证,制作样机并进行实验。研究结果表明:所提的变形翼机构仅需一个动力源即可驱动机构运动,结构简单、模块化率高;能够实现各零部件间的准确连接及预期的展向弯曲变形动作。研究成果为新型变体飞行器变形翼的基础研究及工程应用提供了借鉴与参考。 展开更多

关键词 变体飞行器 变形翼 模块化结构 空间过约束机构 运动学分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于非线性特性的空间站转位机构拓扑优化

3

作者 刘汉武 李长军 +1 位作者 金小萍 张华 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期894-902,共9页

针对含非线性特性的空间站转位机构轻量化设计问题,建立了考虑非线性特性的结构/机构拓扑优化分析方法,通过模拟静力试验过程方法得到其力–位移曲线,按照特定的原则提取出非线性结构的等效刚度,得出转位机构捕获连接机构考虑非线性特... 针对含非线性特性的空间站转位机构轻量化设计问题,建立了考虑非线性特性的结构/机构拓扑优化分析方法,通过模拟静力试验过程方法得到其力–位移曲线,按照特定的原则提取出非线性结构的等效刚度,得出转位机构捕获连接机构考虑非线性特性的分析结果与静刚度试验结果误差在10%以内,满足工程实际应用需要,说明了捕获连接机构非线性刚度分析方法的可行性.采用变密度法(SIMP),建立了含非线性特性的转位机构拓扑优化模型,开展了空间站转位机构中间支架拓扑优化分析和减重设计,结构减重24%.分析结果表明,转位机构满足刚度和强度要求,实现了空间站转位机构轻量化设计的目标,说明了该分析方法的有效性.本研究建立的含局部非线性特性的拓扑优化分析方法为空间站转位机构轻量化设计提供了解决途径,也为其他非线性结构机构拓扑优化提供了参考,同时为中国空间站重点工程项目的建设提供了技术支撑. 展开更多

关键词 中国空间站 转位机构 非线性 等效刚度 拓扑优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

空间桁架自主装配轨迹规划与控制策略

4

作者 孟凡奇 陈萌 +2 位作者 马晓龙 高金忠 高洋 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期441-450,共10页

针对空间中大型桁架的在轨组装需求,设计了一套空间桁架在轨装配系统,包括装配机器人、基于构件级模块单元的桁架系统。考虑整个装配过程的安全性与有序性,构建了基于邻接矩阵的桁架杆件装配流程数学表达,用于规划立方体桁架单元各杆件... 针对空间中大型桁架的在轨组装需求,设计了一套空间桁架在轨装配系统,包括装配机器人、基于构件级模块单元的桁架系统。考虑整个装配过程的安全性与有序性,构建了基于邻接矩阵的桁架杆件装配流程数学表达,用于规划立方体桁架单元各杆件的装配序列。同时,提出了面向任意装配位置的弧形轨迹规划方法,保证杆件装配全流程的平滑性以及对接阶段的正对齐。最后,利用一种根据接触力动态调整参数的自适应柔顺控制算法,确保桁架杆接触装配的安全性与柔顺性。基于本文搭建的空间桁架在轨装配系统仿真软件ADAMS与Simulink联合仿真模型,表明本文所提出的自主装配轨迹规划与控制策略能够实现空间桁架的自主平滑柔顺装配,且装配过程中的接触力小于10 N。 展开更多

关键词 在轨装配 空间桁架 机械臂 轨迹规划 自适应柔顺控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于强化学习的双臂空间机器人应急姿态控制

5

作者 黎丰 李宁 +2 位作者 邹怀武 靳永强 张崇峰 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期467-474,共8页

针对双臂空间在轨服务机器人在遭遇极端异常情况下飞轮、发动机故障等传统姿态控制失效问题,提出了一种基于强化学习的双臂空间机器人应急姿态控制算法。与传统姿态控制算法相比,本文仅通过飞行器所配置的两条机械臂进行有限的飞行器姿... 针对双臂空间在轨服务机器人在遭遇极端异常情况下飞轮、发动机故障等传统姿态控制失效问题,提出了一种基于强化学习的双臂空间机器人应急姿态控制算法。与传统姿态控制算法相比,本文仅通过飞行器所配置的两条机械臂进行有限的飞行器姿态恢复。通过搭建算法训练的物理环境,应用无模型的近端策略优化(Proximal policy optimization,PPO)算法进行姿态控制,结合在轨操作中机械臂运动学约束,设计奖励函数优化飞行器姿态控制精度。为验证上述策略有效性,在MuJoCo仿真环境中进行星体姿态恢复数值仿真,并针对不同星体质量、不同末端负载质量等工况进行算法适应性评估,结果表明该强化学习方法能满足飞行器进行有限姿态控制的需求,无需参数调节且具有一定鲁棒性。 展开更多

关键词 机器人 强化学习 双臂协同 姿态控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于气动力加速度估计的高超声速滑翔飞行器智能轨迹预测

6

作者 余明骏 张佳梁 +2 位作者 沈海东 刘燕斌 陈金宝 《兵工学报》 北大核心 2025年第6期306-318,共13页

临近空间高超声速滑翔飞行器(Hypersonic Gliding Vehicle,HGV)具有高速、高机动特性以及超强的突防能力,对现有防御系统造成严重威胁。针对临近空间高机动目标拦截任务中跟踪预测难的问题,提出一种基于气动力加速度估计的HGV智能轨迹... 临近空间高超声速滑翔飞行器(Hypersonic Gliding Vehicle,HGV)具有高速、高机动特性以及超强的突防能力,对现有防御系统造成严重威胁。针对临近空间高机动目标拦截任务中跟踪预测难的问题,提出一种基于气动力加速度估计的HGV智能轨迹预测方法。根据HGV目标运动模型,分析其机动模式和气动力变化规律,选定气动升力加速度、气动阻力加速度和倾侧角控制量3个参数作为轨迹预测参数,替代目标运动模型中的未知项。建立基于气动加速度估计的动力学跟踪模型,利用雷达量测数据和无迹卡尔曼滤波实现预测参数的实时跟踪估计,并以此为输入构建长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络训练模型,对预测参数的变化规律与时序关系进行在线学习。利用训练完备的LSTM预测网络迭代预测目标未来时刻的气动加速度,结合运动方程数值积分外推,实现目标轨迹在线预测。数值仿真结果表明,新方法能有效预测非合作HGV目标轨迹,预测精度高、稳定性好。 展开更多

关键词 高超声速滑翔飞行器 气动加速度估计 跟踪滤波 长短时记忆网络 轨迹预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

可重复使用运载火箭回收着陆装置研究进展

7

作者 牛枞 王宸 +2 位作者 陈金宝 洪炎 马嘉 《宇航学报》 北大核心 2025年第5期825-837,共13页

对运载火箭进行回收并重复使用,可大幅降低运载火箭的发射成本、避免助推器与芯级坠落危及内陆落区的人员与财产安全。回收着陆装置是可重复使用运载火箭回收任务中的最后一步、决定任务成败的核心装置,面临回收质量大、造成火箭运力损... 对运载火箭进行回收并重复使用,可大幅降低运载火箭的发射成本、避免助推器与芯级坠落危及内陆落区的人员与财产安全。回收着陆装置是可重复使用运载火箭回收任务中的最后一步、决定任务成败的核心装置,面临回收质量大、造成火箭运力损失小、缓冲降载能力强等多种工程与技术约束。梳理总结了现有可重复使用运载火箭回收装置的相关技术,重点介绍了伞式回收、腿式着陆机构回收和地表平台设备回收3种回收着陆装置。从3种回收着陆装置的核心思想、原理样机试验与工程应用情况等方面进行了深入探讨,并对其优缺点和适用情况进行了总结分析。最后,结合可重复使用运载火箭回收着陆装置的研究需求,对可重复使用运载火箭回收着陆装置存在的问题,以及发展趋势进行了总结与展望。 展开更多

关键词 可重复使用运载火箭 着陆装置 航天器机构设计 动力学分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

航天器信标装置设计与抗冲击仿真分析

8

作者 罗仁烜 王宸 《载人航天》 北大核心 2025年第1期111-117,共7页

为了应对航天器意外陨落时的数据损坏问题,提出一种航天器意外陨落数据记录与搜救装置(简称信标),采用理论建模与仿真分析的方法对信标抗冲击性进行研究。首先,设计信标装置构型,选择铝合金、钛合金等材料构建信标多层缓冲吸能结构;然后... 为了应对航天器意外陨落时的数据损坏问题,提出一种航天器意外陨落数据记录与搜救装置(简称信标),采用理论建模与仿真分析的方法对信标抗冲击性进行研究。首先,设计信标装置构型,选择铝合金、钛合金等材料构建信标多层缓冲吸能结构;然后,优化仿真以节省时间,根据所得信标参数设计缓冲气囊;最后,进行无气囊、有气囊2种工况下的0°和10°着陆角坠落冲击有限元仿真。仿真结果表明:信标构型设计合理,缓冲吸能结构能有效降低所受冲击,信标零部件所受应力等参数均小于其极限值;气囊能起到缓冲作用,使信标所受应力显著降低;信标坠落时的偏角变大会增加坠落方向上的应力分量、加速度分量、位移、速度分量等相关参数。验证并完善了信标装置在坠落抗冲击的可行性,可为航天器返回时的安全与防护提供参考。 展开更多

关键词 航天器信标装置 抗冲击 有限元仿真 坠落回收模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

柔性机械臂干扰力观测与无模型振动控制 被引量：1

9

作者 浦玉学 古妍 +1 位作者 张崇峰 邹怀武 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1783-1791,共9页

为了抑制柔性机械臂运动过程中的非线性振动,提出一种基于干扰力在线观测的无模型轨迹跟踪和振动抑制混合控制策略。采用拉格朗日方程和奇异摄动法对存在未知干扰的柔性机械臂进行动力学建模和解耦,将其分解为表征刚性运动的慢变子系统... 为了抑制柔性机械臂运动过程中的非线性振动,提出一种基于干扰力在线观测的无模型轨迹跟踪和振动抑制混合控制策略。采用拉格朗日方程和奇异摄动法对存在未知干扰的柔性机械臂进行动力学建模和解耦,将其分解为表征刚性运动的慢变子系统和表征柔性振动的快变子系统;考虑到建模的复杂性和模型参数的不确定性,采用PD控制方法实现轨迹跟踪,并提出无模型自适应控制算法以实现柔性臂杆的非线性振动控制。针对未知外界干扰可能引起的控制发散问题,提出了改进的干扰力状态观测器,用于干扰力矩的在线估计和实时补偿,有效提高无模型振动控制算法的收敛性能。仿真试验结果表明,所提算法在存在干扰力的情况下对柔性机械臂的振动抑制效果显著,且具有良好的动态性能和鲁棒性。 展开更多

关键词 柔性机械臂 振动控制 无模型自适应控制 干扰观测器

在线阅读 下载PDF 职称材料

载人月球探测月面活动机器人的发展机遇及关键技术 被引量：1

10

作者 张崇峰 王慎泉 韩亮亮 《载人航天》 CSCD 北大核心 2024年第5期553-561,共9页

世界航天领域迎来了月球探测的新热潮,在日益丰富、复杂的载人月球探测月面活动中,机器人可在人机联合探测、原位资源利用等任务中发挥积极作用。围绕月面机器人在载人探月月面活动中的应用,调研了国外载人月球探测计划中提出的机器人... 世界航天领域迎来了月球探测的新热潮,在日益丰富、复杂的载人月球探测月面活动中,机器人可在人机联合探测、原位资源利用等任务中发挥积极作用。围绕月面机器人在载人探月月面活动中的应用,调研了国外载人月球探测计划中提出的机器人任务及方案;结合我国载人月球探测规划,梳理分析了无人验证、航天员首次登月、科考与开发等不同阶段对机器人的配置需求和发展机遇;面向极端地形条件下的人机联合探测、联合大范围移动、熔洞宜居性探测等典型场景,设计了机器人的活动流程;梳理分析了月面机器人工程应用的关键技术及难点,可为我国载人月球探测月面活动机器人系统的设计提供技术参考。 展开更多

关键词 载人探月 月面活动 月面机器人 发展机遇 人机联合探测

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向控制的变构型空天飞行器建模及特性分析

11

作者 高泽鹏 刘燕斌 +2 位作者 沈海东 陈金宝 彭寿勇 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1114-1123,共10页

针对空天飞行器爬升过程中,传统固定构型难以兼顾高低速气动性能的问题,提出了一种空天飞行器变构型调节策略。首先,提出了一种翼面伸缩的变构型方式,构建了含有表征飞行器构型变量的气动代理模型;其次,基于气动代理模型对飞行器气动和... 针对空天飞行器爬升过程中,传统固定构型难以兼顾高低速气动性能的问题,提出了一种空天飞行器变构型调节策略。首先,提出了一种翼面伸缩的变构型方式,构建了含有表征飞行器构型变量的气动代理模型;其次,基于气动代理模型对飞行器气动和配平特性进行分析,根据气动特性制定构型变化策略,根据配平特性提出质心位置匹配设计;然后,根据构型变量和爬升飞行平衡的约束,以控制输入最小为目标,优化得到了合适的质心位置,为不同构型的质心位置设计提供参考;最后,仿真结果表明变构型空天飞行器在爬升飞行任务中起到分担舵面负载和减小油门的作用,增加了飞行过程的稳定性。 展开更多

关键词 空天飞行器 变构型 平衡状态 代理模型 优化设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

载人月球车全向(全局)月面路谱模型研究

12

作者 张云侠 王卫军 +3 位作者 管西强 杨文淼 时军委 张崇峰 《载人航天》 CSCD 北大核心 2024年第5期640-644,共5页

为保证载人月球车等月面高速移动机器人路谱模型的准确性和规范性,对月球表面月谱进行了数学建模与仿真。利用谐波叠加法建立了二维路谱模型,通过增加横向特征,建立了三维路谱仿真模型,并建立了月表陨石坑和石块的典型模型,从叠加了陨... 为保证载人月球车等月面高速移动机器人路谱模型的准确性和规范性,对月球表面月谱进行了数学建模与仿真。利用谐波叠加法建立了二维路谱模型,通过增加横向特征,建立了三维路谱仿真模型,并建立了月表陨石坑和石块的典型模型,从叠加了陨石坑和石块模型到三维的平坦月海、高地和崎岖月海的数学模型中,获得了典型月面路谱的数字化特征,该特征与月貌真实情况一致。该路谱模型可以作为载人月球车的平顺性和操纵稳定性动力学仿真模型的输入,为载人月球车的性能评价和优化奠定基础。 展开更多

关键词 载人月球车 月谱模型 汽车动力学 仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

薄膜电池阵透镜式薄壁支撑杆自展开方法研究

13

作者 张恩杰 王治易 +2 位作者 谢超 房光强 侯欣宾 《中国空间科学技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第6期64-71,共8页

透镜式薄壁杆是空间太阳能电站薄膜电池阵的主支撑杆,目前常用的控制其展开的有源驱动机构的收拢包络及质量均较大。优化支撑结构展开控制方法,提升薄膜电池阵收藏效率,是实现超大型、轻量化空间电站建设目标的重要途径之一。鉴于此,充... 透镜式薄壁杆是空间太阳能电站薄膜电池阵的主支撑杆,目前常用的控制其展开的有源驱动机构的收拢包络及质量均较大。优化支撑结构展开控制方法,提升薄膜电池阵收藏效率,是实现超大型、轻量化空间电站建设目标的重要途径之一。鉴于此,充分利用复合材料薄壁支撑杆的弹性自恢复特性,开展无源自驱动展开方法研究。首先,建立透镜式薄壁杆的仿真模型,分析薄壁杆的压扁与卷绕收拢过程力学响应,得到其收拢后的应力应变数据;然后,选用柔性粘扣作为薄壁杆的展开约束控制单元,通过仿真分析得到其剥离过程的力-位移曲线;最后,采用数据传递方法,建立带预应力的薄壁杆展开动力学模型,并在此基础上构建柔性粘扣模拟单元,分析柔性粘扣的力学性能对薄壁杆展开过程的影响。结果表明,通过调节柔性粘扣连接力,可以实现透镜式薄壁杆的无源自驱动有序展开。薄膜电池阵主支撑结构的无源自驱动有序展开,为进一步降低电池阵机构复杂度与质量、提升收纳比提供了方向指引。 展开更多

关键词 空间太阳能电站 薄膜电池阵 透镜式薄壁杆 自驱动 展开动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

电路微导线激光驱动微滴喷射沉积打印

14

作者 陈萌 赵以时 +3 位作者 罗国虎 胡永祥 刘鲁江 张崇峰 《电加工与模具》 北大核心 2024年第5期54-58,共5页

激光驱动微滴打印是一种高分辨率、高柔性和材料适应性广的金属微增材制造工艺,能实现纯金属微结构打印。面向电路微导线打印,目前的激光驱动微滴沉积工艺规律认识还不清晰。因此基于纳秒光纤激光驱动微滴打印系统,实现了直径5μm的铜... 激光驱动微滴打印是一种高分辨率、高柔性和材料适应性广的金属微增材制造工艺,能实现纯金属微结构打印。面向电路微导线打印,目前的激光驱动微滴沉积工艺规律认识还不清晰。因此基于纳秒光纤激光驱动微滴打印系统,实现了直径5μm的铜微滴阵列的沉积,沉积位置偏差为±5μm。研究不同工艺参数下的激光驱动微滴沉积微导线形貌,发现由于存在微滴沉积位置偏差,交替沉积策略比微滴顺序沉积更适合打印微导线;当沉积微滴搭接间距减至1.5μm时,可形成联通的导线打印;微滴转移间距从50μm增至200μm,打印微导线的线宽增加约2倍;实现线宽为15μm的微导线打印,并通过四探针法测试获得的微导线电阻率为实体材料的9倍。 展开更多

关键词 脉冲激光 金属微滴 前向转移 微导线打印

在线阅读 下载PDF 职称材料

变负载条件下多体折展机翼改进自抗扰控制方法

15

作者 韩一凡 陈柏屹 +1 位作者 刘燕斌 陈金宝 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1762-1771,共10页

针对多体折展机翼在协调倾转过程中受到气动负载变化、重力换向及受外部干扰的问题,提出基于双曲正切函数与调相补偿结合的改进自抗扰控制策略.通过拉格朗日方程,将单元翼的气动负载作用于质心处,并给出重力项随机体姿态角的偏置,从而... 针对多体折展机翼在协调倾转过程中受到气动负载变化、重力换向及受外部干扰的问题,提出基于双曲正切函数与调相补偿结合的改进自抗扰控制策略.通过拉格朗日方程,将单元翼的气动负载作用于质心处,并给出重力项随机体姿态角的偏置,从而建立多体折展机翼的动力学模型.设计改进自抗扰控制器实现折展机翼的期望角度轨迹的跟踪,并选取合理的控制器参数对关节振动进行抑制.仿真结果表明,改进自抗扰控制方法在变负载条件下可以有效实现轨迹跟踪和关节振动的抑制,并在受到外界扰动时具有更小的跟踪误差和更好的动态性能及鲁棒性. 展开更多

关键词 多体折展机翼 拉格朗日法建模 变负载 自抗扰控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

高超声速飞行器主动增阻的时间一致协同方法

16

作者 廖腾 刘燕斌 +3 位作者 陈柏屹 陈金宝 羊玢 杨博文 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1656-1665,共10页

针对三维空间中高超声速飞行器无动力滑翔段协同拦截运动目标的问题,提出了一种基于一致性理论的主动增阻时间协同方法。首先,给出三维空间的飞行器与目标相对运动方程,估计飞行器的剩余飞行时间。然后,基于多智能体一致性理论,设计了... 针对三维空间中高超声速飞行器无动力滑翔段协同拦截运动目标的问题,提出了一种基于一致性理论的主动增阻时间协同方法。首先,给出三维空间的飞行器与目标相对运动方程,估计飞行器的剩余飞行时间。然后,基于多智能体一致性理论,设计了有限时间偏置一致性协议,使各飞行器的剩余飞行时间与指定飞行器一致。同时,设计了一种主动增阻的方法,可降低对运动目标的信息需求,不与视线法向制导律耦合。最后,对多飞行器协同打击机动目标的任务场景进行了仿真验证,结果证明了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 有限时间一致性 协同制导律 机动目标 高超声速滑翔飞行器

在线阅读 下载PDF 职称材料

封面图片说明

17

作者 董淼(文/图) 王宸(文/图) +2 位作者 李辰(文/图) 陈金宝(文/图) 李云峰(文/图) 《哈尔滨工业大学学报》 2025年第8期44-44,共1页

封面图片来自本期论文“高阶滑模下的多智能体绳网捕获系统抓捕控制”,是南京航空航天大学航天学院,宇航空间机构全国重点实验室陈金宝课题组为研究空间柔性捕获,设计了一种能够实现模块化对接/分离的自主机动单元作为绳网捕获系统的牵... 封面图片来自本期论文“高阶滑模下的多智能体绳网捕获系统抓捕控制”,是南京航空航天大学航天学院,宇航空间机构全国重点实验室陈金宝课题组为研究空间柔性捕获,设计了一种能够实现模块化对接/分离的自主机动单元作为绳网捕获系统的牵引体,同时基于高阶滑模算法建立了一种能够实现柔性绳网编队协同捕获空间碎片的控制方法,并针对捕获过程进行仿真试验。 展开更多

关键词 高阶滑模 自主机动单元 绳网捕获系统 抓捕控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

高阶滑模下的多智能体绳网捕获系统抓捕控制

18

作者 董淼 王宸 +2 位作者 李辰 陈金宝 李云峰 《哈尔滨工业大学学报》 2025年第8期14-23,共10页

为应对空间碎片对在轨航天器的威胁,对柔性绳网捕获系统的四角自主机动单元增加了模块化对接系统,使其能够对接成一个组合拖曳航天器,便于后续拖拽离轨任务的实施,提高捕获成功率并有效防止了目标物的逃逸。首先,针对在轨捕获过程中柔... 为应对空间碎片对在轨航天器的威胁,对柔性绳网捕获系统的四角自主机动单元增加了模块化对接系统,使其能够对接成一个组合拖曳航天器,便于后续拖拽离轨任务的实施,提高捕获成功率并有效防止了目标物的逃逸。首先,针对在轨捕获过程中柔性绳网带来的振动问题以及四角自主机动单元协同作动的难点,将高阶滑模算法与一致性编队协同策略结合,设计了一种新型控制方法。其次,对基于质量集中法的绳网捕获系统的动力学模型进行了单自由度仿真分析,比较了不同滑模算法与文中算法控制效果及燃料消耗情况。最后,确立了超螺旋滑模算法与领航—跟随者多智能体一致性方法结合的最优控制组合,并成功应用于全自由度的在轨捕获仿真中。仿真结果表明:二者结合设计的新型控制器能够在50 s内完成对目标物的在轨捕获,具备优异的鲁棒性与有效性;同时,四角的自主机动单元能够在捕获过程中保持姿态角波动不超过3°,充分满足自主机动单元对接系统工作的客观条件,并有效衔接了在轨捕获阶段与离轨拖曳阶段的过渡性研究。 展开更多

关键词 绳网捕获 自主机动单元 模块化对接系统 超螺旋滑模算法 领航—跟随者多智能体一致性方法

在线阅读 下载PDF 职称材料