小型月球探测器高精度姿态指向控制

针对小型月球探测器三轴姿态高指向精度和高稳定度的要求 ,采用欧拉动力学和四元数方法描述 ,建立了小型月球探测器环月阶段动力学模型 ,分析了由 3个轻型反作用轮正交安装组成的姿态稳定控制系统 ,给出了一种拟PD姿态指向控制规律。对所设计的指向控制律进行了数学仿真 ,结果表明可达到 0 .0 1°/s的稳定度和 0 .3°的指向精度 ,验证了该控制规律的可行性。     

基于SD*lite的月球车任务规划算法

月球车任务规划是在给定初始位置和目标位置,满足月面地形约束、工作模式约束以及能量约束的前提下,规划出月球车最优的路径。设计了一种月球车任务规划的模型,提出了一种基于SD*lite算法的规划器,在原有SD*lite算法的基础上进一步考虑了对可用资源的限制;它可以协助月球车在考虑太阳能帆板的能量约束的条件下,合理避障最终达到目标点,使规划的轨迹更符合实际。     

Interactive Simulation of Rigid Body Dynamics in Computer Graphics

Interactive rigid body simulation is an important part of many modern computer tools, which no authoring tool nor game engine can do without. Such high‐performance computer tools open up new possibilities for changing how designers, engineers, modelers and animators work with their design problems. This paper is a self contained state‐of‐the‐art report on the physics, the models, the numerical methods and the algorithms used in interactive rigid body simulation all of which have evolved and matured over the past 20 years. Furthermore, the paper communicates the mathematical and theoretical details in a pedagogical manner. This paper is not only a stake in the sand on what has been done, it also seeks to give the reader deeper insights to help guide their future research.     

高速镗孔技术在压路机零件加工中的应用研究

针对深长孔加工的同轴度问题,通过分析高速调头镗的效率和加工精度,论述了调头镗孔工艺方法在压路机铰接架零件加工中的应用及高速加工的可行性.     

侵入物高速撞击下铰链式动车组的安全性

为探究侵入物高速撞击下铰链式动车组的安全性,在实物三维扫描重构的基础上,构建一种新的活体三维有限元层叠模型,并在LS-DYNA中进行摆锤侧面碰撞分析验证;通过铰链式动车组与活体在110 km/h速度下的碰撞仿真计算,讨论动车组运行的安全性以及吸能装置的可靠性.结果 显示:活体的有限元层叠模型既能保证计算精度,又能提高计算效率;在110 km/h的碰撞速度下,车体加速度为0.117g,轮对抬升量为0.238 mm,车钩每5 m长度的压缩量最大约为1.89 mm.各项指标都低于EN 15227标准,动车组行车安全性没有受到影响,吸能装置也能可靠工作.     

改进的探月返回飞船再入数值预测校正制导方法

为减少探月返回飞船再入数值预测校正制导方法在跳跃段倾侧角的偏转频率、实现过载的有效抑制,采用搜索跳跃段的倾侧角偏转能量点和末段阻力加速度反馈补偿的方法,提出了改进的数值预测校正制导方法.首先,用割线法搜索倾侧角偏转能量点,使得飞船在跳跃段只进行一次偏转即可实现落点精度要求;然后,根据指数大气假设,得到阻力加速度的导数,并根据过载约束定义参考阻力加速度;最后,采用阻力加速度及其导数与参考阻力加速度及其导数的误差对倾侧角的大小进行反馈补偿,抑制末段轨迹的过载.实验结果表明,该方法倾侧角偏转次数少,过载抑制能力强,鲁棒性好,能够有效解决现有方法存在的跳跃段倾侧角偏转频率高,末段过载抑制能力差的问题.     

利用虚拟传感器的巡视器机械臂碰撞检测算法

为提高传统AABB树碰撞检测的精度和效率,提出一种基于虚拟传感器的月面巡视器机械臂碰撞检测算法.建立月面巡视器机械臂的逆运动学解算模型;对地面环境点云数据进行Delaunay三角化,采用多叉树代替二叉树作为AABB树储存环境点云三角面集;利用虚拟传感器简化巡视器机械臂结构模型,通过虚拟传感器遍历AABB树中的环境点云三角面集进行碰撞检测,避免机械臂与环境发生干涉.月面巡视器就位探测任务内场实验表明:基于虚拟传感器的月面巡视器碰撞检测算法使碰撞检测精度在1 mm内,碰撞检测时间降低至10 s内.基于虚拟传感器的碰撞检测算法具有高效性和可行性.     

重力不同引起的载人月球车操纵差异分析

为分析月球与地球重力差异对驾驶员所带来的操纵影响,推导了载人月球车操纵动力学方程.基于径向基神经网络和间接逆模型的训练方法,建立以行驶轨迹为输入、驾驶员操纵转角为输出的载人月球车操纵动力学逆系统.采用两种不同类型的间接对比形式,包括地球重力条件下重复月面行驶的轨迹路线和月球重力条件下重复地面行驶的轨迹路线.将正弦函数和斜坡阶越函数作为驾驶员操纵输入,获得月球或地球重力条件下的行驶轨迹,并利用逆系统求解得到不同重力条件下行驶相同轨迹时驾驶员的操纵转角.结果表明,驾驶员在月球重力条件下需要做出更大的操纵转向角度、更快的操纵转向速度、更高的操纵转向变换频率,并且在月球重力条件下更不容易重复地球重力条件下的相同行驶轨迹.这说明载人月球车在月球重力条件下的操纵性能较差.     

轮式探测车被动自适应性与自由度关系分析

为设计具有自适应性能的探测车,保证轮式探测车移动机构在行驶过程中车轮与地面接触良好,研究自适应性能与单侧悬架系统及其漫游车整体所需自由度之间的关系．给出自适应性的3种分类方法,分析自适应性能对漫游车的爬坡性能、车体稳定性能及能耗特性的影响;建立具有自适应性能的探测车单轮系统数学模型并得到此系统的自由度;分别建立包含两轮、三轮及k个车轮的自适应悬架系统数学模型,分析并得到上述系统所需的自由度;分别建立在悬架对称布置和四周布置两种情况下的探测车自由度模型,并对一些具有代表性的被动自适应特性探测车自由度进行了统计和分析．研究结果表明:良好的自适应性是实现移动机构综合性能的前提条件,具有自适应性的单侧悬架系统与探测车整体所需自由度分别为1和3．该方法可为探测车悬架及车体系统构型综合时自由度的确定提供指导．     

用现代设计包装传统民间艺术精粹——潍坊年画的包装设计研究

潍坊年画具有浓郁的乡土气息和淳朴鲜明的艺术风格,在包装设计中应通过分析潍坊年画的精神内涵和吉祥寓意,通过对色彩、图形、文字等表象性要素的设计探索,抓住年画文化的本质和精神核心,把它融入到具体设计中,将年画传统的文化思想精髓同当代设计要素有机结合起来,创造具有鲜明艺术个性的包装设计形式。