空间对接机构动力学仿真分析

以俄罗斯“异体同构”周边内翻式对接机构(APAS89)为研究对象,利用ADAMS建立对接机构的差动式机电缓冲阻尼系统的动力学模型。对差动式机构的动态特性进行仿真,得到系统的等效刚度和阻尼特性．对差动式机电缓冲阻尼系统及其主要部件的动态特性进行仿真研究。可以为对接机构设计提供仿真工具和设计依据。其仿真结果对空间对接机构的设计研究以及空间对接过程动力学建模具有参考作用．     

空间对接仿真试验台对接机构测控系统设计

为实现空间两飞行器的交会对接,需要对空间交会对接过程进行仿真调试。为此,构建空间对接半实物仿真试验台,克服无实物仿真环境的局限性,再现2个空间飞行器的交会对接过程。提出对接机构测控系统设计方案,描述其软件结构和控制流程,建立对接机构测控模型,通过RT-LAB实时仿真平台将模型下载到测控计算机上运行,实现对接机构传感器信号的采集和运动控制。试验结果表明,该系统模型能够模拟飞行器的交会对接过程,具有较好的实时性,系统运行稳定、可靠。     

交会对接动力学模型和动力学特性

本文首先研究和推导4种交会对接相对运动的动力学模型,其次分析这些模型特性,找出6组典型运动轨迹与初始条件的关系,最后对精确模型和近似模型进行动力学比较和分析。     

交会对接视觉相对导航系统半物理仿真

飞行器自主交会对接最终逼近段,通过视觉导航系统可以精确测量两飞行器在对接过程中的相对位置和姿态。根据飞行动力学建立相对导航观测模型和状态模型;设计基于微型可见光对接敏感器的相对导航算法;应用扩展卡尔曼滤波器(EKF),并采用simulink软件模块建立相对导航算法的模型;采用实验室的光电组合测量与相对导航系统成功的进行了地面半物理仿真。实验结果表明,导航半实物系统能够为两个交会对接航天器提供足够精度的相对运动状态信息。     

用6-RUS型并联机构实现海上补给自动对接的关键技术

提出了用6-RUS型并联机构来实时调整对接喇叭口的位姿状态以实现海上补给中的自动对接.首先,对该机构支链的相对位置关系及约束进行了讨论,建立了该机构的逆运动学模型;其次,对该机构支链的受力情况进行了理论分析,基于凯恩方程建立了该机构的逆动力学模型;最后,对该机构在运动过程中电机输出转角及输出扭矩进行了数值仿真.仿真结果...     

爪型航天器对接机构容差性能分析

在航天器对接结构优化设计问题的研究中,航天器对接机构对在轨服务有重要作用,爪型航天器对接机构是新型对接机构.新型对接机构对对接任务的初始位姿偏差的容差性能需要进行研究,对接机构的性能将直接决定对接任务的成败.针对爪型对接机构的容差性能这一问题,利用三维造型软件Pro/E和机械系统动力学仿真分析软件Adams建立了爪型航天器对接机构虚拟样机模型,通过改变单参数变量方法进行对接过程仿真,对仿真结果进行对比分析,可为爪型对接机构的设计、对接初始条件确定和控制策略的制定提供参考.     

基于雷达测距的飞行器交会对接误差补偿控制技术

为解决由视线倾角、视线偏角过大造成的飞行器对接存在误差的问题,实现飞行器交会轨迹的精准对接,提出基于雷达测距的飞行器交会对接误差补偿控制技术。建立空间参考坐标系,根据轨道根数计算结果,推导动力学状态方程,实现对飞行器交会对接过程中的动力学作用分析。按照雷达测距原理,计算飞行器的理论飞行时长及雷达装置作用距离,再联合相关参数指标,确定精度极限的取值范围,实现基于雷达测距的对接误差控制。在三坐标测量机结构模型中,定义飞行位姿拟合条件,再根据位姿误差求解结果,实现对误差参数的补偿修正处理,完成基于雷达测距的飞行器交会对接误差补偿控制方法的设计。对比实验结果表明,应用所提方法可以同时将视线倾角、视线偏角的取值控制在0°-45.0°的数值范围之内,能够较好解决飞行器错误对接的问题,符合精准对接飞行器交会轨迹的实际应用需求。     

空间停靠动力学和位置保持运动轨迹稳定性

本文首先推导和研究两个飞行器的在近距离的动力学方程，其次讨论空间保持点的动力学特性和运动轨迹稳定的必要条件，最后分析动力学模型和轨道摄动对保持点运动轨迹的影响，并表给了空间停靠动力学的某些研究结论，设计在逼近段交会对接控制系统可参考这些结论。     

实时数据驱动的交会对接仿真平台设计与实现

航天器地面综合测试时,为了在测试数据显示基础上,动态展示航天器交会对接过程,验证交会对接飞行方案的正确性,为航天员手控交会对接训练提供支持,设计航天器交会对接仿真系统,给出交会对接仿真平台设计架构。通过对航天器建模、虚拟场景装配、模型驱动方法、阳照区/阴影区绘制、姿态和星下点轨迹计算方法研究,开发实现航天器交会对接仿真平台。平台由实时测试数据驱动,在航天器地面静态测试下,可以实时显示航天器三维飞行状态及星下点轨迹。目前,仿真平台已经应用于航天器地面综合测试过程中,同时,平台可以扩展支持航天器在轨飞行动态展示,丰富了航天器测试和监视手段,具有较高工程应用价值。     

空间交会对接多自由度仿真器

本文首先研究和分析国外交会对接仿真经验，并经述有关交会对接的目的与要求。其次提出一种新的多自由度交会对接仿真器方案，它比起 类型仿真器投资造价将要降低４￣５倍。     

空间对接机构缓冲试验台对连接分离试验的影响

为了模拟空间的分离过程,在地面上研制了具备五自由度的大型缓冲试验台,以此研究在对接分离过程中运输飞船和空间站相对分离速度、姿态角及姿态角速度等的变化规律.本文建立了地面环境及空间零重力环境两种状态下的理论分离模型,对比了两种状态下的分离过程和结果;同时还建立了两种状态下的全数值样机仿真模型,依据某工况下的试验条件,计算分析了运输飞船和空间站在分离过程中的运动特性.从理论和数值仿真两方面阐述了缓冲试验台在模拟分离时的情况,论证了利用缓冲试验台模拟空间状态下两飞行器分离过程的有效性.     

基于联合建模的中小型航天器对接杆缓冲性能分析

基于中小型航天器对接过程可以考虑在对接杆部分实现缓冲的思想,改变对接杆构型,采用变形能力大的对接杆提高对接冲击的缓冲性能,通过Pro/ENGINEER与MSC Patran和MSC Dytran的配合使用,对普通圆柱直杆、弓形杆和球形杆等3种构型的对接杆进行建模,仿真分析其在正碰和斜碰情形下的缓冲性能,并通过改变碰撞初...     

空间电磁对接的非线性控制

空间电磁对接技术能避免诸如推进剂消耗、羽流污染和对接冲击等现有基于推力器对接所固有的不足,对接装置具有较高性价比,在小卫星领域具有广阔应用前景．空间电磁对接控制具有强非线性特性,论文综合采用反馈线性化理论及PD控制方法对该控制问题进行研究．首先基于反馈线性化理论线性化控制模型,根据空间电磁对接任务特性分析其适用性;基于线性化模型,将空间电磁对接路径跟踪问题转换为跟踪误差渐近稳定问题,采用基于扩展卡尔曼滤波的PD控制方法设计控制律;最后本文做了仿真分析,其中考虑了电磁力模型误差和地球非球形J2项的影响．理论研究与仿真分析表明：该控制方法能有效解决空间电磁对接控制的强非线性问题,对外界干扰、模型误差具有较好鲁棒性．     

引力搜索算法在青霉素发酵模型参数估计中的应用

针对生物发酵过程难以精确估计模型参数的问题,提出一种利用引力搜索算法(GSA)对青霉素发酵非构造式动力学模型参数进行估计的方法。在分析发酵过程反应机理的基础上,选取合适的青霉素发酵非构造式动力学模型的状态方程式;然后利用GSA良好的全局搜索能力,对状态方程式的参数进行估计,从而得到精确的发酵模型。仿真结果表明：GSA实现了对青霉素发酵过程模型参数的准确估计,所得到的模型精度能够满足青霉素发酵过程的状态估计和控制需求。因此,GSA可有效地应用于模型参数估计。     

空间站交会对接的一种智能控制方法与仿真

本文研究了空间站交会对接阶段的仿人智能控制问题，设计了相应的特征模型和控制逻辑，建立了系统的知识库、数据库、规则库和推理机等。最后通过对两个飞行器的空间交会对接过程的数字仿真，验证了所设计的智能控制方案的有效性。     

自主水下航行器的回坞导引和入坞控制算法

针对军事侦察和海洋环境监测领域中对自主水下航行器（AUV）水下自主回收能力的需求,研究了AUV自主回收过程中回坞和入坞的导引和控制问题。将水下自主回收过程分为回坞导引和入坞控制两个连续的阶段,其中回坞阶段采用经典的视线（LOS）导引法,使AUV到达回收器正前方的回坞航路点;入坞阶段则采用非线性横向跟踪控制方法,使AUV精确跟踪沿回收器中轴线的入坞直线航路航行并最终进入回收器。采用REMUS AUV的模型参数对水下回收进行了仿真研究,结果表明该方法是有效的,具有良好的工程应用前景。     

Epidemic spreading model of complex dynamical network with the heterogeneity of nodes

In this paper, we model epidemic spreading by considering the mobility of nodes in complex dynamical network based on mean field theory using differential equations. Moreover, a resistance factor which can characterise the impact of individual's difference on the propagation dynamics in complex dynamical network is proposed by considering the influence of total number of connections and the continuous time to remain in contact. The effect of heterogeneity on the evolution process of propagation dynamics is explored by simulation. Extensive simulations are conducted to study the key influence parameters and the influence of them on the spreading dynamics, which are helpful to the understanding of epidemic spreading mechanism and the designing of effective control strategies.     

羟基化树状大分子与布洛芬相互作用的分子模拟研究

采用分子对接和分子动力学(MD)的模拟方法研究了第四代羟基为末端基团的树状大分子(PAMAM-G4-OH)与布洛芬的相互作用机理并对形成的复合物稳定性进行研究,结果发现:布洛芬插入PAMAM-G4-OH树状大分子空穴,羧基基团靠近核心;对接过程中分子间的范德华力和分子间的氢键贡献很大;将复合物体系进行2000 ps的MD模拟,发现前1000 ps体系的势能、总能量和RMSD值持续下降趋于平衡,最后分别在-1639 kcal/mol～-1701 kcal/mol,-457.009 kcal/mol～-475.809 kcal/mol,0.487A～0.607A范围内波动:复合物的结构起先较松散,经过2000 ps的模拟后逐渐紧凑。结论:树状大分子(PAMAM-G4-OH)与布洛芬主要作用力主为静电力,该静电力主要由布洛芬的羧基去质子化后形成的负电离子和树状大分子内部碱性的叔胺离子产生的;经过2000 ps的分子动力学模拟后,该体系达到了稳定状态。