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基于自适应二阶终端滑模的航天器有限时间姿态机动算法

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国防科技大学学报 2017年第1期39卷 6-10页

作者：冉德超倪庆绳涛陈小前国防科技大学航天科学与工程学院湖南长沙410073

针对航天器有限时间姿态机动问题,提出一种自适应二阶终端滑模控制算法。设计一种终端滑模面,保证系统状态能够在有限时间内沿滑模面收敛到系统原点;为克服系统抖振,设计了二阶终端滑模控制器,并采用参数自适应估计项补偿系统中的外部... 详细信息

针对航天器有限时间姿态机动问题,提出一种自适应二阶终端滑模控制算法。设计一种终端滑模面,保证系统状态能够在有限时间内沿滑模面收敛到系统原点;为克服系统抖振,设计了二阶终端滑模控制器,并采用参数自适应估计项补偿系统中的外部干扰力矩。基于Lyapunov函数法证明了二阶自适应终端滑模控制器能够保证闭环系统实际有限时间稳定。仿真结果表明,提出的姿态机动算法响应速度快、精度高,能够有效实现对系统抖振和外部干扰的抑制,具有重要的科学意义和工程应用价值。

关键词：航天器姿态机动二阶终端滑模有限时间控制自适应估计

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航天器多学科设计优化研究综述

宇航学报 2006年第B12期27卷 227-232页

作者：赵勇陈小前王振国国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

多学科设计优化方法是实现航天器“快、好、省”设计的有效手段。介绍了MDO方法的内涵及航天器多学科设计优化问题的系统表述；总结了航天器多学科设计优化研究在MDO系统建模、集成设计框架开发和MDO应用三方面的国内外进展情况，阐述... 详细信息

多学科设计优化方法是实现航天器“快、好、省”设计的有效手段。介绍了MDO方法的内涵及航天器多学科设计优化问题的系统表述；总结了航天器多学科设计优化研究在MDO系统建模、集成设计框架开发和MDO应用三方面的国内外进展情况，阐述了航天器多学科设计优化研究存在的困难，并指出多场耦合、分解协调策略以及MDO方法与设计流程的融合等问题是航天器多学科设计优化面临的主要难点；最后，讨论了航天器多学科设计优化理论研究与应用的发展趋势。

关键词：航天器总体设计多学科设计优化多场耦合分解协调策略设计流程

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随机激励作用下飞机飞行姿态动力学研究

航空学报 2022年第3期43卷 216-223页

作者：李海泉陈小前张嘉图王亮国防科技大学航天科学与工程学院长沙410073 中国航空工业集团有限公司沈阳飞机设计研究所沈阳110035 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院北京100071 西北工业大学数学与统计学院西安710072

在不考虑客观随机因素的飞机飞行姿态动力学建模和仿真过程中,仿真结果通常与飞行实测数据具有一定的偏差。以飞行实测数据的统计分析为基础,研究了一种具有随机激励的飞行姿态动力学建模方法,并采用随机动力学的研究手段对飞机的飞行... 详细信息

在不考虑客观随机因素的飞机飞行姿态动力学建模和仿真过程中,仿真结果通常与飞行实测数据具有一定的偏差。以飞行实测数据的统计分析为基础,研究了一种具有随机激励的飞行姿态动力学建模方法,并采用随机动力学的研究手段对飞机的飞行动力学问题进行仿真分析。计算结果显示,随机因素对于飞行姿态具有显著的影响,且考虑不确定因素的仿真模型随机响应能够比确定性响应更精准地模拟飞机在真实环境中的飞行状态,为下一步精准分析飞行姿态提供了新的思路。

关键词：飞行姿态动力学随机因素随机响应飞行实测数据仿真模型

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飞行器MDO中灵敏度计算的自动微分方法

国防科技大学学报 2006年第2期28卷 13-16页

作者：颜力陈小前王振国国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

自动微分方法(ADM)是灵敏度计算的一种新方法,是处理飞行器多学科设计优化中灵敏度分析问题的有力工具。将ADM与估算灵敏度最常用的有限差分方法(FDM)以及与ADM同时期发展起来的另外一种灵敏度计算方法—复变量方法(CVM),从原理上进行... 详细信息

自动微分方法(ADM)是灵敏度计算的一种新方法,是处理飞行器多学科设计优化中灵敏度分析问题的有力工具。将ADM与估算灵敏度最常用的有限差分方法(FDM)以及与ADM同时期发展起来的另外一种灵敏度计算方法—复变量方法(CVM),从原理上进行了比较,研究了ADM前向模式在Visual C++6.0环境中的实现方法,结合多学科环境中的飞行器设计优化计算实例分析了该模式的优缺点。ADM在科学计算、工程计算等方面有很大的发展空间。

关键词：自动微分方法灵敏度分析多学科设计优化

基于内角流动的板式表面张力贮箱内推进剂流动过程研究

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国防科技大学学报 2012年第4期34卷 18-21页

作者：李京浩陈小前黄奕勇国防科技大学航天与材料工程学院 91550部队91分队

分析了在微重力环境下,板式表面张力贮箱内推进剂的流动和定位过程。利用VOF方法对贮箱内推进剂的重定位过程进行了仿真计算,验证了贮箱及PMD的推进剂管理性能。用数学方法分析了液体在导流板的内角流动,用解析计算的方法求出流动过程... 详细信息

分析了在微重力环境下,板式表面张力贮箱内推进剂的流动和定位过程。利用VOF方法对贮箱内推进剂的重定位过程进行了仿真计算,验证了贮箱及PMD的推进剂管理性能。用数学方法分析了液体在导流板的内角流动,用解析计算的方法求出流动过程中液面的长度,并和仿真计算结果进行了对比。因为实际的贮箱模型比较复杂,仿真计算结果和理论计算结果存在一定的误差,但其流动趋势保持一致。本文的工作能够为内角流动的研究提供有益的参考。

关键词：微重力内角流动板式表面张力贮箱 VOF方法解析计算

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基于随机森林的飞行载荷代理模型分析方法

航空学报 2022年第3期43卷 309-318页

作者：李海泉陈小前左林玄赵卓林国防科技大学航天科学与工程学院长沙410073 中国航空工业集团有限公司沈阳飞机设计研究所沈阳110035 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院北京100071

飞行载荷分析(FLC)通常需消耗大量的计算资源和时间,提升飞行载荷计算效率对于缩短研发周期、提高设计质量具有重要意义。本文研究了数据驱动的机器学习代理模型飞行载荷分析方法,由于随机森林(RF)代理模型具有学习效率较高、泛化能力... 详细信息

飞行载荷分析(FLC)通常需消耗大量的计算资源和时间,提升飞行载荷计算效率对于缩短研发周期、提高设计质量具有重要意义。本文研究了数据驱动的机器学习代理模型飞行载荷分析方法,由于随机森林(RF)代理模型具有学习效率较高、泛化能力较强、可避免过拟合、参数可解释、变量敏感度分析等优点,使其十分切合飞行载荷分析,具有重要的应用潜力和前景。文中基于传统的飞行载荷分析方法,采用NASTRAN的SQL144载荷分析框架获得训练随机森林代理模型的样本数据,然后以高度、马赫数、过载、俯仰角加速度等作为输入参数构建了飞机对称机动载荷预测代理模型。采用建立的模型预测了算例飞机其他工况机翼翼根、平尾翼根的剪力、弯矩、扭矩,通过对预测结果评估校验,证实了模型具有较高的精度,可以大幅提升飞行载荷分析效率,并能够分析飞行载荷对各状态参数的敏感度,为高效全面地分析飞行载荷提供了新的思路。

关键词：飞行载荷代理模型机器学习随机森林对称机动

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固体燃料冲压发动机两个理论问题的探讨

固体火箭技术 1998年第2期21卷 19-23页

作者：陈小前张炜杨涛方丁酉国防科技大学航天技术系长沙410073

研究了固体燃料冲压发动机（SFRJ）有关的两个理论问题。先给出了SPRJ的有效比冲的计算公式．分析了与有效比冲有关的因素，并通过热力计算，得出了比冲与金属粒子含量、飞行速度、飞行高度、飞行马赫数等因素之间的定性关系；然后对SFR... 详细信息

研究了固体燃料冲压发动机（SFRJ）有关的两个理论问题。先给出了SPRJ的有效比冲的计算公式．分析了与有效比冲有关的因素，并通过热力计算，得出了比冲与金属粒子含量、飞行速度、飞行高度、飞行马赫数等因素之间的定性关系；然后对SFRJ的燃速和燃烧机理进行了分析，初步给出了燃速计算公式。对于SFRJ的设计将起到一定的指导作用。

关键词：固体燃料冲压发动机比冲燃速

载人登月自由返回轨道与Hybrid轨道设计方法

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国防科技大学学报 2010年第2期32卷 33-39页

作者：白玉铸陈小前李京浩国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

对自由返回轨道与Hybrid轨道的设计方法进行了研究。应用分段受摄的高精度动力学模型,设计了搜索变量、约束条件与微分修正搜索算法,搜索得到了自由返回轨道标称轨道,并使用STK软件对其进行了验证与三维仿真,最后对误差传递情况进行了... 详细信息

对自由返回轨道与Hybrid轨道的设计方法进行了研究。应用分段受摄的高精度动力学模型,设计了搜索变量、约束条件与微分修正搜索算法,搜索得到了自由返回轨道标称轨道,并使用STK软件对其进行了验证与三维仿真,最后对误差传递情况进行了分析。Hybrid轨道由自由返回与非自由返回轨道组合而成,文中给出了一条典型的Hybrid轨道设计过程,并对其优缺点进行了简要分析。文章所述方法与结论可应用于载人登月任务轨道设计,也可应用于嫦娥后期工程和搭载发射的微型月球探测器的轨道设计。

关键词：自由返回轨道 Hybrid轨道载人登月嫦娥工程微分修正算法

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基于CDIO理念的航天创新人才培养研究

高等教育研究学报 2023年第4期46卷 11-17,23页

作者：陈小前赵勇李星辰军事科学院北京100091 国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073 军事科学院国防科技创新研究院北京100091

教育是国之大计、党之大计,从“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”这三个问题出发,探讨了基于CDIO(conceive,design,implement,operate)理念的航天创新人才培养实践方法。剖析了符合新时代要求的创新人才特点,从创新人才培养的供给... 详细信息

教育是国之大计、党之大计,从“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”这三个问题出发,探讨了基于CDIO(conceive,design,implement,operate)理念的航天创新人才培养实践方法。剖析了符合新时代要求的创新人才特点,从创新人才培养的供给侧出发分析了我国大学教育的现状,从需求侧出发探讨了用人单位对创新人才的要求,分享了团队在建立“纳星研究生创新基地”和“天拓卫星俱乐部”过程中的成果与经验。最后,依托卫星俱乐部,提出了基于CDIO理念的航天创新人才培养实践体系,以实现培育符合新时代要求的航天创新人才的目标。

关键词： CDIO理念航天创新人才