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升力式航天器再入最优轨迹研究

弹道学报 2003年第4期15卷 1-6页

作者：彭伟斌吴德隆北京宇航系统工程设计部北京100076

从无量纲飞行器质点运动方程出发 ,引入了能量参数对运动方程进行推导 ,使得运动方程和优化问题易于处理 .通过将气动力假设为能量参数的分段连续线性函数 ,并且采用Runge Kutta数值计算方法 ,将轨迹优化问题转化为多维非线性规划问题 ... 详细信息

从无量纲飞行器质点运动方程出发 ,引入了能量参数对运动方程进行推导 ,使得运动方程和优化问题易于处理 .通过将气动力假设为能量参数的分段连续线性函数 ,并且采用Runge Kutta数值计算方法 ,将轨迹优化问题转化为多维非线性规划问题 ,应用广义乘子法对其进行数值求解 .针对给定不同最大航迹角的 2种情况 ,获得了总加热量最小 ,满足终端要求以及过载、动压、热流约束的最优轨迹 ,分析了返回最优轨迹的特点 .

关键词：再入轨迹优化广义乘子法

基于气动辅助变轨的变气动外形飞行器概念研究——最优控制律问题

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宇航学报 2004年第2期25卷 123-126,146页

作者：吴德隆彭伟斌北京宇航系统工程设计部北京100076

从一个天地往返飞行器的上升轨道和再入返回轨道的优化,以及适用不同飞行任务的变轨要求的气动外形问题,提出一项基于气动力辅助变轨的变气动外形飞行器的新概念研究。对于一个固定气动外形飞行器要同时满足上升轨道有效载荷最大和再入... 详细信息

从一个天地往返飞行器的上升轨道和再入返回轨道的优化,以及适用不同飞行任务的变轨要求的气动外形问题,提出一项基于气动力辅助变轨的变气动外形飞行器的新概念研究。对于一个固定气动外形飞行器要同时满足上升轨道有效载荷最大和再入轨道热流峰值、过载峰值及机动性能约束下的成本最低往往是困难的。若同时满足不同飞行任务:飞往太空站的运输任务、空间拦截和交会机动巡航任务及星际探测任务,则更为困难,实际上是不可能的。文章研究基于气动力辅助变轨,在热流约束下,气动外形参数变化对最优控制的影响。其结论为:热流约束下的最优控制解,包括考虑推力协同变轨,除了在非约束弧的滚转角不直接受气动外形影响外,其余的控制律,升力系数和滚转角都是气动外形参数和攻角的函数。因而变气动外形可作为一项新技术,即通过气动外形参数变化和相应的变轨策略而获得性能和成本都最佳的用途很广的一种新型飞行器。

关键词：变气动外形热流约束推力协同变轨机动最优控制律

机动武器系统的含间隙动力学研究——下篇:系统仿真

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兵工学报 2002年第4期23卷 433-437页

作者：李海阳吴德隆张永国防科技大学湖南长沙410073 北京宇航技术研究所

本文把中篇建立的间隙铰模型引入多体系统动力学分析中 ,得到了一种处理含间隙多体系统动力学问题的一般方法。应用这种方法对机动武器的发射过程进行了原理性的仿真 ,验证了前面建立的碰撞模型和间隙模型 ,并分析了间隙对导弹运动状态... 详细信息

本文把中篇建立的间隙铰模型引入多体系统动力学分析中 ,得到了一种处理含间隙多体系统动力学问题的一般方法。应用这种方法对机动武器的发射过程进行了原理性的仿真 ,验证了前面建立的碰撞模型和间隙模型 ,并分析了间隙对导弹运动状态的影响。导弹发射过程具有变拓扑的特点 ,本文方法提供了一种处理这类问题的思路。

关键词：机动武器系统含间隙动力学机械学多体动力学导弹发射过程

机动武器系统的含间隙动力学研究——中篇:间隙铰模型

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兵工学报 2002年第3期23卷 289-293页

作者：李海阳吴德隆张永国防科技大学北京宇航技术研究所

基于前一部分建立的矢量形式的含摩擦碰撞模型 ,分别建立了旋转间隙铰模型和滑环间隙铰模型。在这两个模型中 ,间隙内的运动状态被描述为统一形式 ,间隙铰对系统的作用被分解为一般几何约束和非线性弹性连接关系两部分 ,分别用约束方程... 详细信息

基于前一部分建立的矢量形式的含摩擦碰撞模型 ,分别建立了旋转间隙铰模型和滑环间隙铰模型。在这两个模型中 ,间隙内的运动状态被描述为统一形式 ,间隙铰对系统的作用被分解为一般几何约束和非线性弹性连接关系两部分 ,分别用约束方程和相对位移—相互作用力关系来描述。此模型不需要对接触状态进行判断 ,便于应用于复杂系统中。文中模型都是在三维空间中构造的。

关键词：机动武器系统含间隙动力学间隙铰模型摩擦非线性

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用于自适应可展结构的压电式智能主动杆

清华大学学报（自然科学版） 2002年第6期42卷 762-765页

作者：阎绍泽吴德隆叶青郑凯温诗铸清华大学精密仪器与机械学系北京100084 北京宇航系统工程设计部北京100076

为自适应调节和改善可展结构动力学性能 ,研制了一种具有传感和作动双重功能的智能主动杆。利用压电材料的正逆压电效应 ,建立了压电微位移作动器的设计模型。给出了智能主动杆的组成和工作原理。研制了一种用于自适应可展结构的新型智... 详细信息

为自适应调节和改善可展结构动力学性能 ,研制了一种具有传感和作动双重功能的智能主动杆。利用压电材料的正逆压电效应 ,建立了压电微位移作动器的设计模型。给出了智能主动杆的组成和工作原理。研制了一种用于自适应可展结构的新型智能主动杆。该主动杆由压电作动器、微位移传感器、压力传感器等组成 ,具有输出微位移和压力。

关键词：自适应可展结构压电式智能主动杆

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空间可展结构非线性动力学特性实验研究

宇航学报 2002年第4期23卷 1-3页

作者：阎绍泽陈鹿民吴德隆金德闻清华大学精密仪器与机械学系北京100084 北京宇航系统工程设计部北京100076

由于可展结构在运动过程中的时变性 ,特别是干扰所引起的非线性动力学特性 ,涉及许多深层次尚在探讨的动力学问题。为了考察间隙非线性对系统动力学性能的影响 ,本文对空间可展结构进行了动力学实验研究。实验结果表明理想结构与实际结... 详细信息

由于可展结构在运动过程中的时变性 ,特别是干扰所引起的非线性动力学特性 ,涉及许多深层次尚在探讨的动力学问题。为了考察间隙非线性对系统动力学性能的影响 ,本文对空间可展结构进行了动力学实验研究。实验结果表明理想结构与实际结构存在较大差异 ,铰接间隙等非理想机械因素导致系统复杂的非线性动力学行为。

关键词：空间可展结构非线性动力学特性实验研究振动伸展结构

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含间隙铰空间可展桁架结构的动力学实验

清华大学学报（自然科学版） 2003年第8期43卷 1027-1030页

作者：陈鹿民阎绍泽金德闻吴德隆清华大学精密仪器与机械学系北京100084 北京宇航系统工程设计部北京100076

为研究微重力环境下含铰接间隙航天可展结构的动力学特性,让可展桁架结构分别在水平悬吊和垂直安装情况下展开到位后突然锁定,测试并比较标志点的衰减振动加速度响应。在水平安装时,用橡胶绳把每一部件悬吊起来,以尽量消除部件重量对铰... 详细信息

为研究微重力环境下含铰接间隙航天可展结构的动力学特性,让可展桁架结构分别在水平悬吊和垂直安装情况下展开到位后突然锁定,测试并比较标志点的衰减振动加速度响应。在水平安装时,用橡胶绳把每一部件悬吊起来,以尽量消除部件重量对铰关节的作用力。实验结果显示,与垂直安装状态相比,水平悬吊安装状态下含间隙桁架结构衰减振动的加速度幅值响应减小,振动时间较短,有更宽的频谱响应和严重的响应滞后现象,对铰间隙的初始运动状态呈现出高度敏感性。

关键词：航天可展结构动力学空间可展桁架结构间隙铰衰减振动微重力