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基于改进遗传算法的动载荷识别研究
被引量:
1
1
作者
秦远田
唐甜
张炉平
《振动.测试与诊断》
北大核心
2025年第1期146-153,205,206,共10页
针对同时识别动载荷位置和大小中的矩阵病态问题,以及将反问题转化为正向识别的最值问题,采用自适应算法和非线性规划对遗传算法(genetic algorithm,简称GA)进行改进,将改进后的混合算法用于求解最值问题,得到动载荷参数。首先,建立频...
针对同时识别动载荷位置和大小中的矩阵病态问题,以及将反问题转化为正向识别的最值问题,采用自适应算法和非线性规划对遗传算法(genetic algorithm,简称GA)进行改进,将改进后的混合算法用于求解最值问题,得到动载荷参数。首先,建立频域识别模型,把理论值与测量值的差值的二范数最小化作为优化目标函数;其次,将该目标函数作为混合算法的评价函数来识别动载荷参数;最后,进行简支梁动载荷识别的仿真和实验,对比了正向识别和逆系统法,讨论了非线性规划代数和噪音对混合算法的影响。研究结果表明:正向识别避免了矩阵求逆病态问题;相比遗传算法和自适应遗传算法,所提出算法可同时更准确和稳定地识别多个动载荷参数,且抗噪性更强。
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关键词
动载荷识别
遗传算法
自适应算法
非线性规划
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职称材料
高阶滑模下的多智能体绳网捕获系统抓捕控制
2
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》
北大核心
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。
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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
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职称材料
低空无伞无损空投包装设计及其自稳和缓冲性能验证
被引量:
10
3
作者
贾山
高翔宇
+1 位作者
陈金宝
王永滨
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2022年第2期1-14,共14页
无伞空投具有准备时间短、投送迅速、包装简单、受气象影响小、着陆散布小、可重复利用等优点,成为未来救灾工作中装备物资保障方式的一种新型空投方式。基于某运用需求,文章给出了一种低空无伞无损空投包装设计方案,并针对单/双层的风...
无伞空投具有准备时间短、投送迅速、包装简单、受气象影响小、着陆散布小、可重复利用等优点,成为未来救灾工作中装备物资保障方式的一种新型空投方式。基于某运用需求,文章给出了一种低空无伞无损空投包装设计方案,并针对单/双层的风阻结构设计与偏质心程度对下落过程的影响,进行了对比分析;同时,对拉杆结构在触地缓冲过程中的吸能效果进行了仿真分析。该设计可基于自主展开的柔性风阻结构和偏质心特性,实现下落过程的姿态自稳;将50m高度空投的落地精度控制在了0.1m范围内,并将落地缓冲过程的最大过载限制在2500gn以内。该设计为面向低空空投的空投包装提供了一种解决方案。
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关键词
低空空投
无伞空投
姿态自稳
缓冲吸能
返回技术
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职称材料
可移动月球着陆器系统设计与实验验证
被引量:
3
4
作者
贾山
周向华
+3 位作者
陈金宝
王永滨
赵建华
张胜
《深空探测学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2022年第1期29-41,共13页
针对无法主动调姿和灵活漫游的传统星表着陆器不适用于未来大范围星表探测和星表基地建设等任务的问题,提出了一种可移动月球着陆器。首先,介绍了可移动月球着陆器的系统组成以及各子系统的组成;其次,介绍了可变构型式本体和缓冲/驱动...
针对无法主动调姿和灵活漫游的传统星表着陆器不适用于未来大范围星表探测和星表基地建设等任务的问题,提出了一种可移动月球着陆器。首先,介绍了可移动月球着陆器的系统组成以及各子系统的组成;其次,介绍了可变构型式本体和缓冲/驱动集成式缓冲器的功能及实现;然后,建立了缓冲/行走一体化腿足机构的运动学模型,设计了减少调姿次数的直线行走和转弯等步态,规划了足端迈步与整器调姿等工况下的腿足机构各关节运动轨迹,并通过建立整器虚拟样机模型完成了步态仿真;最后,研制了行走试验样机并搭建了试验辅助设施,完成了行走步态试验。结果表明:所提出的可移动着陆器系统设计合理,步态规划有效,各主动驱动关节的运动轨迹平滑柔顺,移动过程中着陆器本体无较大起伏和偏移,行走速度可达0.01 m/s,转弯速度可达0.6°/s。
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关键词
可移动着陆器
运动学
步态规划
样机试验
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职称材料
组合式气囊在重装空投中的缓冲性能分析
被引量:
7
5
作者
鲁超宇
陈金宝
+2 位作者
王宸
朱锦耀
黄梓瀚
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期841-850,共10页
针对现有主/辅结构单气囊难以满足未来大载重、高海拔、载乘员空投装备缓冲需求的问题,提出采用含圆柱密闭内气囊的组合式气囊的空投装备缓冲方案。对传统空投装备单气囊缓冲过程进行排气理论分析并仿真,发现随着触地初速度的增大,传统...
针对现有主/辅结构单气囊难以满足未来大载重、高海拔、载乘员空投装备缓冲需求的问题,提出采用含圆柱密闭内气囊的组合式气囊的空投装备缓冲方案。对传统空投装备单气囊缓冲过程进行排气理论分析并仿真,发现随着触地初速度的增大,传统气囊结构存在装备与地面的硬碰撞问题;对内气囊参与缓冲的阶段过程进行理论分析,并对组合式气囊进行了多工况仿真,将其与传统单气囊缓冲进行对比;分析了不同内气囊直径和外气囊排气孔面积对装备过载的影响及其数值变化趋势。结果表明,组合式气囊在多种工况下均有出色的缓冲性能,随着内气囊直径和外气囊排气孔面积的增大,装备过载整体呈现先降低后升高的趋势,当内气囊直径为0.25m,外气囊排气孔面积为0.04m^(2)时,缓冲效果最佳。在装备9m/s高速触地普通工况下,装备过载为11.13,与单气囊缓冲相比降低18.87%。研究对未来新一代空投装备更低着陆过载的需求提供了合理的方案。
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关键词
空投装备
组合式气囊
着陆缓冲
数值仿真
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职称材料
可复用小型月表着陆器设计优化及仿真分析
被引量:
5
6
作者
贾山
赵建华
+3 位作者
胡汝洁
陈金宝
周向华
张胜
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期356-365,共10页
针对传统着陆器缓冲装置无法复用的不足,提出了一种可重复使用的小型着陆器,通过各关节上的摩擦制动装置吸收着陆冲击能量,由电机及扭簧组件实现再次起飞后着陆腿的姿态恢复,可满足多点飞跃探测的月表探测任务。完成了一维落震中单套着...
针对传统着陆器缓冲装置无法复用的不足,提出了一种可重复使用的小型着陆器,通过各关节上的摩擦制动装置吸收着陆冲击能量,由电机及扭簧组件实现再次起飞后着陆腿的姿态恢复,可满足多点飞跃探测的月表探测任务。完成了一维落震中单套着陆腿在竖直方向上的缓冲吸能动力学分析;基于径向基(RBF)代理模型,面向三种典型着陆工况,采用多目标协同优化方法,对单套着陆腿各关节制动扭矩进行了优化,优化后的缓冲吸能关节可有效降低着陆器在落震过程中的加速度峰值。最后进行了整机多工况落震仿真分析,结果表明,各着陆响应均满足设计要求,也可保证良好的着陆过程稳定性,可为中国后续开展星表单次任务多点位探测提供一种可行的解决方案。
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关键词
探月着陆器
摩擦制动缓冲
多目标协同优化
动力学仿真
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职称材料
着陆器小型样机三维落震实验装置的设计与仿真
7
作者
贾山
赵建华
+3 位作者
廖万斌
陈金宝
周向华
张胜
《实验室研究与探索》
CAS
北大核心
2021年第7期85-89,95,共6页
继探月工程和首次火星探测后,小行星探测、载人登月等星表探测任务也将陆续开展,对星表软着陆装置提出了更多、更高的要求。目前着陆器地面试验装置仅可定量模拟释放高度和水平速度,无法对不同触地姿态进行准确设置,无法测取不同触地姿...
继探月工程和首次火星探测后,小行星探测、载人登月等星表探测任务也将陆续开展,对星表软着陆装置提出了更多、更高的要求。目前着陆器地面试验装置仅可定量模拟释放高度和水平速度,无法对不同触地姿态进行准确设置,无法测取不同触地姿态下的缓冲性能,提出一种样机释放姿态可控的新型地面实验装置,介绍了其结构设计及工作原理,分析了重要零部件的设计合理性,建立了悬吊释放系统的力学模型,推导出不同释放倾角下最优水平补偿加速度的求取方法。Adams和Matlab联合仿真结果表明,该装置可以准确实现着陆器小型样机在不同触地姿态下的落震缓冲,为后续的工程样机设计和优化提供参考依据。
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关键词
着陆器
着陆试验
悬吊释放装置
可控释放姿态
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职称材料
小天体附着装置地形被动自适应机构设计与优化
8
作者
贾山
李泽宏
+3 位作者
吴明阳
梁思东
詹迪茜
陈金宝
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期1767-1776,共10页
面向在小天体非确知、非结构性表面安全稳定附着的技术需求,设计了一种可同时在偏移和扭转共6个自由度上实现对抓附区域星表地形被动自适应的串并混联机构,并完成了其工作空间优化。首先,针对附着过程中附着装置与星表拟合球面不居中问...
面向在小天体非确知、非结构性表面安全稳定附着的技术需求,设计了一种可同时在偏移和扭转共6个自由度上实现对抓附区域星表地形被动自适应的串并混联机构,并完成了其工作空间优化。首先,针对附着过程中附着装置与星表拟合球面不居中问题,提出了一种3-RSPS串并混联被动自适应机构设计方案;进而,采用修正的G-K公式计算了该机构的自由度,基于空间位置矢量法推导出其逆运动学模型,并通过虚拟样机仿真验证了逆运动学模型的正确性;最后,采用数值搜索方法完成了该机构的定姿态工作空间分析和基于NSGA-II算法的多目标优化。结果表明:相较于目前广泛应用的3-SPS并联机构,本文所设计的星表地形自适应机构的全局工作空间提高了40.9%,优化后,又进一步提高了21.3%,可适应更加崎岖陡峭的小天体星表地形,具有较好的工程价值。
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关键词
小天体
星表地形
附着装置
串并混联机构
多目标优化
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职称材料
新型可复用着陆缓冲装置设计与分析
9
作者
贾山
胡汝洁
+3 位作者
周向华
刘韶阳
吴明阳
陈金宝
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2024年第2期1-18,共18页
针对目前着陆缓冲装置对着陆地形要求较高且不可复用的缺点,参照自然界中的昆虫着陆腿结构的组成,提出一种可复用的基于仿生结构的四腿式着陆器。支撑腿采取“刚性体控制大腿结构+圆弧结构小腿”的组成方式,并采用摩擦制动器作为缓冲吸...
针对目前着陆缓冲装置对着陆地形要求较高且不可复用的缺点,参照自然界中的昆虫着陆腿结构的组成,提出一种可复用的基于仿生结构的四腿式着陆器。支撑腿采取“刚性体控制大腿结构+圆弧结构小腿”的组成方式,并采用摩擦制动器作为缓冲吸能装置的设计方法,通过摩擦力做功,使着陆冲击载荷以热能的形式耗散,实现缓冲吸能。应用D-H参数法推导支撑腿的齐次矩阵变换,对该仿生腿式缓降结构进行支撑腿的正逆运动学分析,建立支撑腿的理论模型并进行动力学仿真。进行了整机多工况落震仿真分析并建立了支撑腿小腿的有限元模型,分析飞行器在支撑腿所受冲击力最大情况下的支撑腿小腿应力应变,结果表明可复用着陆器具有良好的着陆缓冲性能,可为我国后续深空探测任务提供一种可行方案。
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关键词
可复用
着陆器
动力学分析
摩擦制动
着陆缓冲
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职称材料
可行走着陆器的牛顿-欧拉法动力学研究
10
作者
冯盖亚
贾山
+1 位作者
陈金宝
周向华
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2024年第1期53-64,共12页
基于一种具有串并联混合腿足机构的四足可行走着陆器,为摸清其行走过程中的关节能耗问题,采用牛顿-欧拉方法进行了动力学建模研究。首先,采用D-H法建立串并联混合腿足机构的关节坐标系,进行正向运动学和逆向运动学的推导;然后在运动学...
基于一种具有串并联混合腿足机构的四足可行走着陆器,为摸清其行走过程中的关节能耗问题,采用牛顿-欧拉方法进行了动力学建模研究。首先,采用D-H法建立串并联混合腿足机构的关节坐标系,进行正向运动学和逆向运动学的推导;然后在运动学模型的基础上,采用牛顿-欧拉方法建立着陆器整机的全状态动力学模型,该模型以足端相对轨迹为输入,获取着陆器在运动过程中各关节受力情况的变化曲线;最后,采用五次样条插值法规划一段运动轨迹,用ADAMS仿真软件进行着陆器虚拟样机仿真。经验证,该动力学模型理论计算数值和虚拟样机仿真数值具有相同的变化趋势,证明了模型的有效性,可以作为后续能耗模型建立和优化的基础。
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关键词
可行走着陆器
运动学
牛顿-欧拉动力学
足端轨迹规划
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职称材料
新型多级铝蜂窝缓冲器的缓冲性能研究与分析
被引量:
7
11
作者
陈金宝
钱佳程
+2 位作者
贾山
周金华
徐雅男
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S01期1-6,共6页
为提升行星探测器着陆缓冲过程的安全性与稳定性,提出了一种新型结构的多级铝蜂窝缓冲器,该缓冲器属于双向拉压缓冲器,具有结构简单、可靠性强、通用化程度高等特点。通过Ansys/Ls-dyna对3种材料的三级铝蜂窝缓冲进行冲击仿真实验,并与...
为提升行星探测器着陆缓冲过程的安全性与稳定性,提出了一种新型结构的多级铝蜂窝缓冲器,该缓冲器属于双向拉压缓冲器,具有结构简单、可靠性强、通用化程度高等特点。通过Ansys/Ls-dyna对3种材料的三级铝蜂窝缓冲进行冲击仿真实验,并与传统的2种材料的三级铝蜂窝进行对比,其结果表明在一级铝蜂窝压缩完成后,冲击平台反向加速度峰值明显降低,且加速度变化曲线较为顺滑,有利于提高行星探测器着陆过程中整体安全特性。在此基础之上,考虑到实际结构工程应用,对3种材料的三级铝蜂窝进行旋转正交组合实验,选取一种最具有合理性的搭配方案。将该搭配方案应用于新构型的整机环境中利用Adams进行冲击仿真,并与传统悬臂式着陆器的仿真结果进行对比分析以验证其缓冲性能。
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关键词
着陆缓冲
缓冲器
多级铝蜂窝
反向加速度
整机仿真
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职称材料
大型抛物柱面天线展开动力学分析与展开过程控制
12
作者
陈金宝
宋志成
+3 位作者
陈传志
董家宇
王治易
张俞
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期496-508,共13页
为揭示大型抛物柱面天线在轨展开过程中各部件的动力学特性,保障可展天线在轨展开过程稳定性,提出了一种基于模块组装的大型抛物柱面可展天线支撑机构动力学快速建模方法与非线性展开过程反馈控制策略。首先,基于绝对节点坐标法建立了...
为揭示大型抛物柱面天线在轨展开过程中各部件的动力学特性,保障可展天线在轨展开过程稳定性,提出了一种基于模块组装的大型抛物柱面可展天线支撑机构动力学快速建模方法与非线性展开过程反馈控制策略。首先,基于绝对节点坐标法建立了天线可展支撑机构基本模块的动力学方程集与约束方程集。然后,通过子模块组装的方式实现对超大型支撑机构的动力学快速建模,并进一步提出逐块缩聚与递归的动力学微分方程高效求解算法。最后,基于非线性展开过程反馈控制策略实现了抛物柱面可展支撑机构该类强非线性系统的展开稳定控制。结果表明,该控制方法能显著降低可展支撑机构展开过程中的速度峰值,有效提高了大型抛物柱面天线展开过程中的展开同步性。
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关键词
抛物柱面天线
绝对节点坐标法
柔性多体系统
展开动力学
速度反馈控制
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职称材料
可复用运载火箭着陆装置展开与着陆分析
被引量:
2
13
作者
贾山
赵建华
+1 位作者
陈金宝
王永滨
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2022年第5期11-23,共13页
针对可复用运载火箭垂直回收的技术需求,文章提出了一种新型着陆缓冲装置,介绍了其内部构型及工作原理,并通过运动学和着陆动力学分析验证了其实用性。建立了单套缓冲装置展开过程的运动学方程,通过对比在Adams仿真软件中得到的数据,验...
针对可复用运载火箭垂直回收的技术需求,文章提出了一种新型着陆缓冲装置,介绍了其内部构型及工作原理,并通过运动学和着陆动力学分析验证了其实用性。建立了单套缓冲装置展开过程的运动学方程,通过对比在Adams仿真软件中得到的数据,验证了展开过程运动学方程的准确性。该装置通过铝蜂窝吸收火箭着陆时的冲击能量,为了提高缓冲性能,在着陆质量已知的情况下,基于运载火箭的三种代表性着陆工况,拟合出了着陆过程响应面代理模型,采用多学科协同优化方法,得到了理想的蜂窝压溃力值。最后,基于上述结果进行了多工况的着陆落震仿真。结果表明:该装置可有效降低冲击载荷并支撑箭体,可为后续相关领域的设计研发提供参考。
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关键词
可复用运载火箭
铝蜂窝
多目标协同优化
稳定性
着陆缓冲装置
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职称材料
缓冲/行走一体化着陆器运动学研究与步态规划
被引量:
9
14
作者
贾山
周向华
+2 位作者
陈金宝
赵建华
张胜
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期467-476,共10页
针对未来深空探测领域载人登陆、星表物资转运和基地建设等任务需求,提出了一种缓冲/行走一体化六足着陆器,并进行了步态规划和仿真校验。首先介绍了着陆器构型和驱动/吸能集成式缓冲器功能实现;其次,建立了UP+2UPS三自由度悬臂式腿足...
针对未来深空探测领域载人登陆、星表物资转运和基地建设等任务需求,提出了一种缓冲/行走一体化六足着陆器,并进行了步态规划和仿真校验。首先介绍了着陆器构型和驱动/吸能集成式缓冲器功能实现;其次,建立了UP+2UPS三自由度悬臂式腿足机构运动学模型,推导了以UP为主运动链的逆运动学,以及由UP主链旋转运动向2UPS支链伸缩运动的映射,并分析了其工作空间;第三,设计了行走与转弯步态,推导了足端迈步轨迹与各主动驱动关节伸缩轨迹之间的对应关系;最后,建立了该着陆器的虚拟样机模型,校验了腿足机构运动平稳性和着陆器步态行走稳定性。结果表明:所提出的着陆器腿足机构运动平稳,行走过程中本体无较大起伏和偏移、步态稳定裕度高,可为未来开展非确知复杂星表环境下的稳定着陆、移动探测、物资运输、基地建设等任务提供一种可行的装备方案。
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关键词
缓冲/行走一体化
六足着陆器
运动学
步态规划
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职称材料
负泊松比高坠防护缓冲系统研究与性能分析
被引量:
2
15
作者
鲁超宇
陈金宝
+2 位作者
王宸
朱锦耀
王月
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期74-79,198,199,共8页
针对高层建筑火灾救援问题,提出一种基于负泊松比缓冲网的高坠缓冲防护系统。首先,设计了六角网眼结构的大变形柔性缓冲网及其配适的多级缓冲机构,基于有限元方法建立了缓冲网与人体接触冲击过程动力学解析模型;其次,建立了缓冲系统有...
针对高层建筑火灾救援问题,提出一种基于负泊松比缓冲网的高坠缓冲防护系统。首先,设计了六角网眼结构的大变形柔性缓冲网及其配适的多级缓冲机构,基于有限元方法建立了缓冲网与人体接触冲击过程动力学解析模型;其次,建立了缓冲系统有限元模型,进行冲击动力学仿真分析,验证缓冲系统对坠落人员防护的有效性;最后,利用相似性原理设计了1/8缩比模型试验,以验证系统的实用效果。结果表明:试验采集人体所受过载数值与仿真较吻合,验证了缓冲系统的有效性和有限元模型的准确性。缓冲系统可有效保障30 m高度以下跌落人员的生命安全,缓冲过程中人体最大过载不超过5.5g,对保障高空作业人员安全和高空救援行动成功具有实际意义。
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关键词
缓冲系统
负泊松比结构
有限元
缩比试验
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职称材料
可移动着陆器腿足最优时间-急动度轨迹规划
被引量:
1
16
作者
贾山
周向华
+2 位作者
张胜
赵建华
陈金宝
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2021年第3期429-438,616,617,共12页
为保证可移动着陆器在运动过程中腿足机构不产生较大的冲击和振动,对可移动着陆器腿足机构各关节空间内的运动轨迹进行了规划,并以时间-急动度最优为目标进行优化。首先,介绍了兼具着陆缓冲和星表移动等功能的六足可移动着陆器的设计方...
为保证可移动着陆器在运动过程中腿足机构不产生较大的冲击和振动,对可移动着陆器腿足机构各关节空间内的运动轨迹进行了规划,并以时间-急动度最优为目标进行优化。首先,介绍了兼具着陆缓冲和星表移动等功能的六足可移动着陆器的设计方案,推导了腿足运动学,分析了落震缓冲性能;其次,通过运动学逆解求得足端迈步轨迹关键点在关节空间内的映射节点,对节点进行三次样条曲线拟合;然后,以节点时间间隔为变量,建立了最优时间-急动度轨迹优化模型;最后,通过多种群遗传算法对该模型全局最优解进行搜索求解。结果表明,可移动着陆器腿足机构具有稳定连续的运动性能,所规划的最优时间-急动度轨迹合理有效,腿足机构运动过程中无较大冲击和振动。
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关键词
可移动六足着陆器
最优时间‐急动度
轨迹规划
多种群遗传算法
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职称材料
组合体飞行器安全分离走廊及其生成方法研究
17
作者
潘一华
张青松
+2 位作者
张金城
蔡成志
贾山
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期480-489,共10页
空中安全分离是评价中低速组合体飞行器飞行性能的重要指标。针对组合体飞行器空中分离问题,引入影响箱及安全分离走廊的概念,提出一种快速获取组合体飞行器安全分离区域的数值方法:影响箱-走廊法,并采用该方法对某组合体飞行器的适宜...
空中安全分离是评价中低速组合体飞行器飞行性能的重要指标。针对组合体飞行器空中分离问题,引入影响箱及安全分离走廊的概念,提出一种快速获取组合体飞行器安全分离区域的数值方法:影响箱-走廊法,并采用该方法对某组合体飞行器的适宜分离区域生成进行研究。对某型号组合体飞行器的分离过程进行了介绍及简化;阐述了影响箱、安全分离走廊的概念及影响箱-走廊法的逻辑及流程;在此基础上,通过数值仿真的方式,确定某组合体飞行器的单体安全分离区域;对该方法应用于飞行器空中实时分离等领域进行了延伸介绍。
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关键词
组合体飞行器
影响箱
安全分离走廊
数值方法
影响箱-走廊法
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职称材料
题名
基于改进遗传算法的动载荷识别研究
被引量:
1
1
作者
秦远田
唐甜
张炉平
机构
南京航
空
航天大学航天学院
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
出处
《振动.测试与诊断》
北大核心
2025年第1期146-153,205,206,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(12172168)。
文摘
针对同时识别动载荷位置和大小中的矩阵病态问题,以及将反问题转化为正向识别的最值问题,采用自适应算法和非线性规划对遗传算法(genetic algorithm,简称GA)进行改进,将改进后的混合算法用于求解最值问题,得到动载荷参数。首先,建立频域识别模型,把理论值与测量值的差值的二范数最小化作为优化目标函数;其次,将该目标函数作为混合算法的评价函数来识别动载荷参数;最后,进行简支梁动载荷识别的仿真和实验,对比了正向识别和逆系统法,讨论了非线性规划代数和噪音对混合算法的影响。研究结果表明:正向识别避免了矩阵求逆病态问题;相比遗传算法和自适应遗传算法,所提出算法可同时更准确和稳定地识别多个动载荷参数,且抗噪性更强。
关键词
动载荷识别
遗传算法
自适应算法
非线性规划
Keywords
dynamic load identification
genetic algorithm
adaptive algorithm
nonlinear programming
分类号
TH825 [机械工程—精密仪器及机械]
O327 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
高阶滑模下的多智能体绳网捕获系统抓捕控制
2
作者
董淼
王宸
李辰
陈金宝
李云峰
机构
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
(南京航
空
航天大学)
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
(南京航
空
航天大学)
西安航天动力研究所
出处
《哈尔滨工业大学学报》
北大核心
2025年第8期14-23,共10页
基金
国家自然科学基金(52075242)
国家自然科学基金企业创新发展联合基金(U21B6002)
第八届青托工程(2022QNRC001)。
文摘
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。
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
Keywords
net capture
autonomous maneuvering unit
modular docking system
super-twisting sliding mode algorithm
leader-follower multi-agent consensus method
分类号
V57 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
低空无伞无损空投包装设计及其自稳和缓冲性能验证
被引量:
10
3
作者
贾山
高翔宇
陈金宝
王永滨
机构
南京航
空
航天大学航天学院
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
航天进入减速与着陆
技术
实验室
北京
空
间机电研究所
出处
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2022年第2期1-14,共14页
基金
国家重大科技专项工程
国家自然科学基金面上项目(52075242)。
文摘
无伞空投具有准备时间短、投送迅速、包装简单、受气象影响小、着陆散布小、可重复利用等优点,成为未来救灾工作中装备物资保障方式的一种新型空投方式。基于某运用需求,文章给出了一种低空无伞无损空投包装设计方案,并针对单/双层的风阻结构设计与偏质心程度对下落过程的影响,进行了对比分析;同时,对拉杆结构在触地缓冲过程中的吸能效果进行了仿真分析。该设计可基于自主展开的柔性风阻结构和偏质心特性,实现下落过程的姿态自稳;将50m高度空投的落地精度控制在了0.1m范围内,并将落地缓冲过程的最大过载限制在2500gn以内。该设计为面向低空空投的空投包装提供了一种解决方案。
关键词
低空空投
无伞空投
姿态自稳
缓冲吸能
返回技术
Keywords
low altitude airdrop
parachute free airdrop
attitude self-stabilization
buffer energy absorption
recovery technology
分类号
V445.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
可移动月球着陆器系统设计与实验验证
被引量:
3
4
作者
贾山
周向华
陈金宝
王永滨
赵建华
张胜
机构
南京航
空
航天大学航天学院
航天进入减速与着陆
技术
实验室
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
北京
空
间机电研究所
出处
《深空探测学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2022年第1期29-41,共13页
基金
十三五民用航天项目(D030103)
国家自然科学基金面上项目(52075242)。
文摘
针对无法主动调姿和灵活漫游的传统星表着陆器不适用于未来大范围星表探测和星表基地建设等任务的问题,提出了一种可移动月球着陆器。首先,介绍了可移动月球着陆器的系统组成以及各子系统的组成;其次,介绍了可变构型式本体和缓冲/驱动集成式缓冲器的功能及实现;然后,建立了缓冲/行走一体化腿足机构的运动学模型,设计了减少调姿次数的直线行走和转弯等步态,规划了足端迈步与整器调姿等工况下的腿足机构各关节运动轨迹,并通过建立整器虚拟样机模型完成了步态仿真;最后,研制了行走试验样机并搭建了试验辅助设施,完成了行走步态试验。结果表明:所提出的可移动着陆器系统设计合理,步态规划有效,各主动驱动关节的运动轨迹平滑柔顺,移动过程中着陆器本体无较大起伏和偏移,行走速度可达0.01 m/s,转弯速度可达0.6°/s。
关键词
可移动着陆器
运动学
步态规划
样机试验
Keywords
mobile lander
kinematics
gait planning
prototype test
分类号
V423.6 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
组合式气囊在重装空投中的缓冲性能分析
被引量:
7
5
作者
鲁超宇
陈金宝
王宸
朱锦耀
黄梓瀚
机构
南京航
空
航天大学航天学院
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
航天进入减速与着陆
技术
航天科技集团
重点
实验室
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期841-850,共10页
基金
江苏省基础研究计划(自然科学基金)BK20210297
国家自然科学基金资助项目(52075242)
文摘
针对现有主/辅结构单气囊难以满足未来大载重、高海拔、载乘员空投装备缓冲需求的问题,提出采用含圆柱密闭内气囊的组合式气囊的空投装备缓冲方案。对传统空投装备单气囊缓冲过程进行排气理论分析并仿真,发现随着触地初速度的增大,传统气囊结构存在装备与地面的硬碰撞问题;对内气囊参与缓冲的阶段过程进行理论分析,并对组合式气囊进行了多工况仿真,将其与传统单气囊缓冲进行对比;分析了不同内气囊直径和外气囊排气孔面积对装备过载的影响及其数值变化趋势。结果表明,组合式气囊在多种工况下均有出色的缓冲性能,随着内气囊直径和外气囊排气孔面积的增大,装备过载整体呈现先降低后升高的趋势,当内气囊直径为0.25m,外气囊排气孔面积为0.04m^(2)时,缓冲效果最佳。在装备9m/s高速触地普通工况下,装备过载为11.13,与单气囊缓冲相比降低18.87%。研究对未来新一代空投装备更低着陆过载的需求提供了合理的方案。
关键词
空投装备
组合式气囊
着陆缓冲
数值仿真
Keywords
Airdropping equipment
Combined airbag
Landing buffer
Numerical simulation
分类号
V244 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
可复用小型月表着陆器设计优化及仿真分析
被引量:
5
6
作者
贾山
赵建华
胡汝洁
陈金宝
周向华
张胜
机构
南京航
空
航天大学航天学院
航天进入减速与着陆
技术
实验室
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期356-365,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52075242)。
文摘
针对传统着陆器缓冲装置无法复用的不足,提出了一种可重复使用的小型着陆器,通过各关节上的摩擦制动装置吸收着陆冲击能量,由电机及扭簧组件实现再次起飞后着陆腿的姿态恢复,可满足多点飞跃探测的月表探测任务。完成了一维落震中单套着陆腿在竖直方向上的缓冲吸能动力学分析;基于径向基(RBF)代理模型,面向三种典型着陆工况,采用多目标协同优化方法,对单套着陆腿各关节制动扭矩进行了优化,优化后的缓冲吸能关节可有效降低着陆器在落震过程中的加速度峰值。最后进行了整机多工况落震仿真分析,结果表明,各着陆响应均满足设计要求,也可保证良好的着陆过程稳定性,可为中国后续开展星表单次任务多点位探测提供一种可行的解决方案。
关键词
探月着陆器
摩擦制动缓冲
多目标协同优化
动力学仿真
Keywords
Lunar lander
Friction brake buffer
Multi-objective collaborative optimization
Dynamic simulation
分类号
V476.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
着陆器小型样机三维落震实验装置的设计与仿真
7
作者
贾山
赵建华
廖万斌
陈金宝
周向华
张胜
机构
南京航
空
航天大学航天学院
南京航
空
航天大学
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
南京航
空
航天大学航天进入减速与着陆
技术
实验室
出处
《实验室研究与探索》
CAS
北大核心
2021年第7期85-89,95,共6页
基金
国家自然科学基金面上项目(52075242)
十三五民用航天预研项目(D030103)。
文摘
继探月工程和首次火星探测后,小行星探测、载人登月等星表探测任务也将陆续开展,对星表软着陆装置提出了更多、更高的要求。目前着陆器地面试验装置仅可定量模拟释放高度和水平速度,无法对不同触地姿态进行准确设置,无法测取不同触地姿态下的缓冲性能,提出一种样机释放姿态可控的新型地面实验装置,介绍了其结构设计及工作原理,分析了重要零部件的设计合理性,建立了悬吊释放系统的力学模型,推导出不同释放倾角下最优水平补偿加速度的求取方法。Adams和Matlab联合仿真结果表明,该装置可以准确实现着陆器小型样机在不同触地姿态下的落震缓冲,为后续的工程样机设计和优化提供参考依据。
关键词
着陆器
着陆试验
悬吊释放装置
可控释放姿态
Keywords
lander
landing experiment
suspension release device
controlled release attitude
分类号
V416.8 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
小天体附着装置地形被动自适应机构设计与优化
8
作者
贾山
李泽宏
吴明阳
梁思东
詹迪茜
陈金宝
机构
南京航
空
航天大学航天学院
航天进入减速与着陆
技术
实验室
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
上海航天设备制造总厂有限公司
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期1767-1776,共10页
基金
国家科技专项项目(2021-JCJQ-JJ-0233,23-TQ01-04-ZT-01-017,D050202)
国家自然科学基金(52075242)
中央高校基本科研业务费(NT2022026)。
文摘
面向在小天体非确知、非结构性表面安全稳定附着的技术需求,设计了一种可同时在偏移和扭转共6个自由度上实现对抓附区域星表地形被动自适应的串并混联机构,并完成了其工作空间优化。首先,针对附着过程中附着装置与星表拟合球面不居中问题,提出了一种3-RSPS串并混联被动自适应机构设计方案;进而,采用修正的G-K公式计算了该机构的自由度,基于空间位置矢量法推导出其逆运动学模型,并通过虚拟样机仿真验证了逆运动学模型的正确性;最后,采用数值搜索方法完成了该机构的定姿态工作空间分析和基于NSGA-II算法的多目标优化。结果表明:相较于目前广泛应用的3-SPS并联机构,本文所设计的星表地形自适应机构的全局工作空间提高了40.9%,优化后,又进一步提高了21.3%,可适应更加崎岖陡峭的小天体星表地形,具有较好的工程价值。
关键词
小天体
星表地形
附着装置
串并混联机构
多目标优化
Keywords
Small Celestial Body
Star Catalog Terrain
Attachment Device
Serial-parallel Mechanism
Multiobjective Optimization
分类号
V476.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
新型可复用着陆缓冲装置设计与分析
9
作者
贾山
胡汝洁
周向华
刘韶阳
吴明阳
陈金宝
机构
南京航
空
航天大学航天学院
沈阳飞机设计研究所
航天进入减速与着陆
技术
实验室
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
出处
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2024年第2期1-18,共18页
基金
国家自然科学基金(52075242)
国家科技专项计划(2021-JCIO-JJ-0233,23-TQ01-04-ZT-01-017,D050202)
中央高校基本科研业务费(NT2022026)。
文摘
针对目前着陆缓冲装置对着陆地形要求较高且不可复用的缺点,参照自然界中的昆虫着陆腿结构的组成,提出一种可复用的基于仿生结构的四腿式着陆器。支撑腿采取“刚性体控制大腿结构+圆弧结构小腿”的组成方式,并采用摩擦制动器作为缓冲吸能装置的设计方法,通过摩擦力做功,使着陆冲击载荷以热能的形式耗散,实现缓冲吸能。应用D-H参数法推导支撑腿的齐次矩阵变换,对该仿生腿式缓降结构进行支撑腿的正逆运动学分析,建立支撑腿的理论模型并进行动力学仿真。进行了整机多工况落震仿真分析并建立了支撑腿小腿的有限元模型,分析飞行器在支撑腿所受冲击力最大情况下的支撑腿小腿应力应变,结果表明可复用着陆器具有良好的着陆缓冲性能,可为我国后续深空探测任务提供一种可行方案。
关键词
可复用
着陆器
动力学分析
摩擦制动
着陆缓冲
Keywords
reusable
lander
dynamics analysis
friction braking
landing buffer
分类号
V476.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
可行走着陆器的牛顿-欧拉法动力学研究
10
作者
冯盖亚
贾山
陈金宝
周向华
机构
南京航
空
航天大学航天学院
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
航天进入减速与着陆
技术
实验室
出处
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2024年第1期53-64,共12页
文摘
基于一种具有串并联混合腿足机构的四足可行走着陆器,为摸清其行走过程中的关节能耗问题,采用牛顿-欧拉方法进行了动力学建模研究。首先,采用D-H法建立串并联混合腿足机构的关节坐标系,进行正向运动学和逆向运动学的推导;然后在运动学模型的基础上,采用牛顿-欧拉方法建立着陆器整机的全状态动力学模型,该模型以足端相对轨迹为输入,获取着陆器在运动过程中各关节受力情况的变化曲线;最后,采用五次样条插值法规划一段运动轨迹,用ADAMS仿真软件进行着陆器虚拟样机仿真。经验证,该动力学模型理论计算数值和虚拟样机仿真数值具有相同的变化趋势,证明了模型的有效性,可以作为后续能耗模型建立和优化的基础。
关键词
可行走着陆器
运动学
牛顿-欧拉动力学
足端轨迹规划
Keywords
walkable lander
kinematics
Newton-Euler dynamics
foot end trajectory planning
分类号
V44 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
新型多级铝蜂窝缓冲器的缓冲性能研究与分析
被引量:
7
11
作者
陈金宝
钱佳程
贾山
周金华
徐雅男
机构
南京航
空
航天大学航天学院
航天进入减速与着陆
技术
实验室
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
出处
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S01期1-6,共6页
基金
南京航空航天大学青年科技创新基金(NS2018052)资助。
文摘
为提升行星探测器着陆缓冲过程的安全性与稳定性,提出了一种新型结构的多级铝蜂窝缓冲器,该缓冲器属于双向拉压缓冲器,具有结构简单、可靠性强、通用化程度高等特点。通过Ansys/Ls-dyna对3种材料的三级铝蜂窝缓冲进行冲击仿真实验,并与传统的2种材料的三级铝蜂窝进行对比,其结果表明在一级铝蜂窝压缩完成后,冲击平台反向加速度峰值明显降低,且加速度变化曲线较为顺滑,有利于提高行星探测器着陆过程中整体安全特性。在此基础之上,考虑到实际结构工程应用,对3种材料的三级铝蜂窝进行旋转正交组合实验,选取一种最具有合理性的搭配方案。将该搭配方案应用于新构型的整机环境中利用Adams进行冲击仿真,并与传统悬臂式着陆器的仿真结果进行对比分析以验证其缓冲性能。
关键词
着陆缓冲
缓冲器
多级铝蜂窝
反向加速度
整机仿真
Keywords
landing buffer
buffer
multi-stage aluminum honeycomb
reverse acceleration
machine simulation
分类号
V476.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
大型抛物柱面天线展开动力学分析与展开过程控制
12
作者
陈金宝
宋志成
陈传志
董家宇
王治易
张俞
机构
南京航
空
航天大学航天学院
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
上海宇航系统
工
程研究所
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期496-508,共13页
基金
国家自然科学基金(52075242,52275113)。
文摘
为揭示大型抛物柱面天线在轨展开过程中各部件的动力学特性,保障可展天线在轨展开过程稳定性,提出了一种基于模块组装的大型抛物柱面可展天线支撑机构动力学快速建模方法与非线性展开过程反馈控制策略。首先,基于绝对节点坐标法建立了天线可展支撑机构基本模块的动力学方程集与约束方程集。然后,通过子模块组装的方式实现对超大型支撑机构的动力学快速建模,并进一步提出逐块缩聚与递归的动力学微分方程高效求解算法。最后,基于非线性展开过程反馈控制策略实现了抛物柱面可展支撑机构该类强非线性系统的展开稳定控制。结果表明,该控制方法能显著降低可展支撑机构展开过程中的速度峰值,有效提高了大型抛物柱面天线展开过程中的展开同步性。
关键词
抛物柱面天线
绝对节点坐标法
柔性多体系统
展开动力学
速度反馈控制
Keywords
Parabolic cylinder antennas
Absolute nodal coordinate formulation
Flexible multi-body system
Deployment dynamics
Feedback control.
分类号
V19 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
可复用运载火箭着陆装置展开与着陆分析
被引量:
2
13
作者
贾山
赵建华
陈金宝
王永滨
机构
南京航
空
航天大学航天学院
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
航天进入减速与着陆
技术
实验室
北京
空
间机电研究所
出处
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2022年第5期11-23,共13页
基金
国家科技专项项目(20-163-03-ZT-002-010-03)
国家自然科学基金面上项目(52075242)
国家科技专项项目(2021-JCJQ-JJ-0233)。
文摘
针对可复用运载火箭垂直回收的技术需求,文章提出了一种新型着陆缓冲装置,介绍了其内部构型及工作原理,并通过运动学和着陆动力学分析验证了其实用性。建立了单套缓冲装置展开过程的运动学方程,通过对比在Adams仿真软件中得到的数据,验证了展开过程运动学方程的准确性。该装置通过铝蜂窝吸收火箭着陆时的冲击能量,为了提高缓冲性能,在着陆质量已知的情况下,基于运载火箭的三种代表性着陆工况,拟合出了着陆过程响应面代理模型,采用多学科协同优化方法,得到了理想的蜂窝压溃力值。最后,基于上述结果进行了多工况的着陆落震仿真。结果表明:该装置可有效降低冲击载荷并支撑箭体,可为后续相关领域的设计研发提供参考。
关键词
可复用运载火箭
铝蜂窝
多目标协同优化
稳定性
着陆缓冲装置
Keywords
reusable launch vehicle
aluminum honeycomb
multi-objective collaborative optimization
stability
landing buffer
分类号
V445.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
缓冲/行走一体化着陆器运动学研究与步态规划
被引量:
9
14
作者
贾山
周向华
陈金宝
赵建华
张胜
机构
南京航
空
航天大学航天学院
航天进入减速与着陆
技术
实验室
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期467-476,共10页
基金
十三五民用航天预研项目(D030103)
国家自然科学基金面上项目(52075242)。
文摘
针对未来深空探测领域载人登陆、星表物资转运和基地建设等任务需求,提出了一种缓冲/行走一体化六足着陆器,并进行了步态规划和仿真校验。首先介绍了着陆器构型和驱动/吸能集成式缓冲器功能实现;其次,建立了UP+2UPS三自由度悬臂式腿足机构运动学模型,推导了以UP为主运动链的逆运动学,以及由UP主链旋转运动向2UPS支链伸缩运动的映射,并分析了其工作空间;第三,设计了行走与转弯步态,推导了足端迈步轨迹与各主动驱动关节伸缩轨迹之间的对应关系;最后,建立了该着陆器的虚拟样机模型,校验了腿足机构运动平稳性和着陆器步态行走稳定性。结果表明:所提出的着陆器腿足机构运动平稳,行走过程中本体无较大起伏和偏移、步态稳定裕度高,可为未来开展非确知复杂星表环境下的稳定着陆、移动探测、物资运输、基地建设等任务提供一种可行的装备方案。
关键词
缓冲/行走一体化
六足着陆器
运动学
步态规划
Keywords
Buffering/walking
Hexapod lander
Kinematics
Gait planning
分类号
V476.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
负泊松比高坠防护缓冲系统研究与性能分析
被引量:
2
15
作者
鲁超宇
陈金宝
王宸
朱锦耀
王月
机构
南京航
空
航天大学航天学院
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
航天进入减速与着陆
技术
实验室
出处
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期74-79,198,199,共8页
基金
江苏省基础研究计划资助项目(BK20210297)
国家自然科学基金资助项目(52075242)。
文摘
针对高层建筑火灾救援问题,提出一种基于负泊松比缓冲网的高坠缓冲防护系统。首先,设计了六角网眼结构的大变形柔性缓冲网及其配适的多级缓冲机构,基于有限元方法建立了缓冲网与人体接触冲击过程动力学解析模型;其次,建立了缓冲系统有限元模型,进行冲击动力学仿真分析,验证缓冲系统对坠落人员防护的有效性;最后,利用相似性原理设计了1/8缩比模型试验,以验证系统的实用效果。结果表明:试验采集人体所受过载数值与仿真较吻合,验证了缓冲系统的有效性和有限元模型的准确性。缓冲系统可有效保障30 m高度以下跌落人员的生命安全,缓冲过程中人体最大过载不超过5.5g,对保障高空作业人员安全和高空救援行动成功具有实际意义。
关键词
缓冲系统
负泊松比结构
有限元
缩比试验
Keywords
buffer system
negative Poisson’s ratio structure
finite element
scale test
分类号
TH6 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
可移动着陆器腿足最优时间-急动度轨迹规划
被引量:
1
16
作者
贾山
周向华
张胜
赵建华
陈金宝
机构
南京航
空
航天大学航天学院
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
航天进入减速与着陆
技术
实验室
出处
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2021年第3期429-438,616,617,共12页
基金
“十三五”民用航天预研资助项目(D030103)
国家自然科学基金资助项目(52075242)。
文摘
为保证可移动着陆器在运动过程中腿足机构不产生较大的冲击和振动,对可移动着陆器腿足机构各关节空间内的运动轨迹进行了规划,并以时间-急动度最优为目标进行优化。首先,介绍了兼具着陆缓冲和星表移动等功能的六足可移动着陆器的设计方案,推导了腿足运动学,分析了落震缓冲性能;其次,通过运动学逆解求得足端迈步轨迹关键点在关节空间内的映射节点,对节点进行三次样条曲线拟合;然后,以节点时间间隔为变量,建立了最优时间-急动度轨迹优化模型;最后,通过多种群遗传算法对该模型全局最优解进行搜索求解。结果表明,可移动着陆器腿足机构具有稳定连续的运动性能,所规划的最优时间-急动度轨迹合理有效,腿足机构运动过程中无较大冲击和振动。
关键词
可移动六足着陆器
最优时间‐急动度
轨迹规划
多种群遗传算法
Keywords
buffering/walking integrated hexapod lander
optimal time-jerk
trajectory planning
multi-population genetic algorithms
分类号
V476.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TH6 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
组合体飞行器安全分离走廊及其生成方法研究
17
作者
潘一华
张青松
张金城
蔡成志
贾山
机构
西北
工
业大学航天学院
南京航
空
航天大学航天学院
深空星表探测机构技术工信部重点实验室
航天进入减速与着陆
技术
实验室
出处
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期480-489,共10页
基金
国家自然科学基金(52075242)
国家科技专项(20-163-03-ZT-002-010-03,2021-JCJQ-JJ-0233)
中央高校基本科研业务费(NT2022026)资助。
文摘
空中安全分离是评价中低速组合体飞行器飞行性能的重要指标。针对组合体飞行器空中分离问题,引入影响箱及安全分离走廊的概念,提出一种快速获取组合体飞行器安全分离区域的数值方法:影响箱-走廊法,并采用该方法对某组合体飞行器的适宜分离区域生成进行研究。对某型号组合体飞行器的分离过程进行了介绍及简化;阐述了影响箱、安全分离走廊的概念及影响箱-走廊法的逻辑及流程;在此基础上,通过数值仿真的方式,确定某组合体飞行器的单体安全分离区域;对该方法应用于飞行器空中实时分离等领域进行了延伸介绍。
关键词
组合体飞行器
影响箱
安全分离走廊
数值方法
影响箱-走廊法
Keywords
combination aircraft
aircraft separation
safe separation corridor
numeric methods
impact box-corridor law
分类号
V221.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于改进遗传算法的动载荷识别研究
秦远田
唐甜
张炉平
《振动.测试与诊断》
北大核心
2025
1
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职称材料
2
高阶滑模下的多智能体绳网捕获系统抓捕控制
董淼
王宸
李辰
陈金宝
李云峰
《哈尔滨工业大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
低空无伞无损空投包装设计及其自稳和缓冲性能验证
贾山
高翔宇
陈金宝
王永滨
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2022
10
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职称材料
4
可移动月球着陆器系统设计与实验验证
贾山
周向华
陈金宝
王永滨
赵建华
张胜
《深空探测学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2022
3
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5
组合式气囊在重装空投中的缓冲性能分析
鲁超宇
陈金宝
王宸
朱锦耀
黄梓瀚
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
7
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职称材料
6
可复用小型月表着陆器设计优化及仿真分析
贾山
赵建华
胡汝洁
陈金宝
周向华
张胜
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
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职称材料
7
着陆器小型样机三维落震实验装置的设计与仿真
贾山
赵建华
廖万斌
陈金宝
周向华
张胜
《实验室研究与探索》
CAS
北大核心
2021
0
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职称材料
8
小天体附着装置地形被动自适应机构设计与优化
贾山
李泽宏
吴明阳
梁思东
詹迪茜
陈金宝
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
9
新型可复用着陆缓冲装置设计与分析
贾山
胡汝洁
周向华
刘韶阳
吴明阳
陈金宝
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
10
可行走着陆器的牛顿-欧拉法动力学研究
冯盖亚
贾山
陈金宝
周向华
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
11
新型多级铝蜂窝缓冲器的缓冲性能研究与分析
陈金宝
钱佳程
贾山
周金华
徐雅男
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
7
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12
大型抛物柱面天线展开动力学分析与展开过程控制
陈金宝
宋志成
陈传志
董家宇
王治易
张俞
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
13
可复用运载火箭着陆装置展开与着陆分析
贾山
赵建华
陈金宝
王永滨
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2022
2
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职称材料
14
缓冲/行走一体化着陆器运动学研究与步态规划
贾山
周向华
陈金宝
赵建华
张胜
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
9
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职称材料
15
负泊松比高坠防护缓冲系统研究与性能分析
鲁超宇
陈金宝
王宸
朱锦耀
王月
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
16
可移动着陆器腿足最优时间-急动度轨迹规划
贾山
周向华
张胜
赵建华
陈金宝
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2021
1
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职称材料
17
组合体飞行器安全分离走廊及其生成方法研究
潘一华
张青松
张金城
蔡成志
贾山
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
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