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基于磁流变缓冲器的月球着陆器软着陆半主动控制

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中国机械工程 2009年第22期20卷 2659-2662,2693页

作者：汪岸柳聂宏柳刚南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016

构造了一种旁路式结构的磁流变缓冲器,将其应用到月球软着陆系统中用来减振与缓冲。基于机械-月面系统的特性,建立了1/4月球着陆器软着陆地面冲击模型,考虑到磁流变的高速流、高剪切环境,采用Hershel-Bulkley模型来分析该缓冲器的磁流... 详细信息

构造了一种旁路式结构的磁流变缓冲器,将其应用到月球软着陆系统中用来减振与缓冲。基于机械-月面系统的特性,建立了1/4月球着陆器软着陆地面冲击模型,考虑到磁流变的高速流、高剪切环境,采用Hershel-Bulkley模型来分析该缓冲器的磁流变力学特性。基于线性最优控制理论,求解出最优控制力,采用状态跳跃控制算法来实现着陆器软着陆的半主动控制,并与采用被动控制、最优控制算法的着陆器进行了对比分析。研究结果表明:该旁路结构磁流变缓冲器能够产生可控的阻尼力,而且采用的状态跳跃半主动控制算法能很好地降低过载,确保月球着陆器安全着陆;在着陆后期,缓冲器恢复到初始状态,能保证着陆器升空再着陆。

关键词：月球着陆器磁流变 Herschel--Bulkley模型半主动控制状态跳跃

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月球着陆器软着陆状态跳跃半主动控制

航空学报 2009年第11期30卷 2218-2223页

作者：汪岸柳聂宏陈金宝南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室江苏南京210016

将磁流变阻尼器应用到月球着陆器着陆机构中,进行减震与缓冲。考虑到着陆初始姿态角的不定和月面斜角的未知,建立起着陆器软着陆动力学模型。基于磁流变液在高速流与长冲程时的阻尼特性,分析了磁流变阻尼器的力学特性。应用安全角面的... 详细信息

将磁流变阻尼器应用到月球着陆器着陆机构中,进行减震与缓冲。考虑到着陆初始姿态角的不定和月面斜角的未知,建立起着陆器软着陆动力学模型。基于磁流变液在高速流与长冲程时的阻尼特性,分析了磁流变阻尼器的力学特性。应用安全角面的概念定义安全着陆所要求的着陆初始姿态角与月面斜角之间的关系,建立状态跳跃控制策略,实现软着陆半主动控制。通过与某型被动控制的着陆器进行对比分析,研究了半主动控制。研究结果表明:当允许的最大加速度响应不超过8g时,磁流变半主动状态跳跃控制的安全角面为理想安全角面的0.9774,是被动控制安全角面的4.2倍,最大加速度变化的相对标准差为被动控制的0.59;而且当着陆初始姿态角以及月面斜角很大时,月球着陆器姿态角变化少,保证月球着陆器平稳着陆。

关键词：半主动控制磁流变阻尼器状态跳跃软着陆月球着陆

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飞机着陆滑跑动力学控制与仿真

飞机着陆滑跑动力学控制与仿真

作者：汪岸柳南京航空航天大学

学位级别：硕士

飞机着陆滑跑动力学控制和仿真是现代新型飞机设计的新命题。在本论文中,它以某型运输机为研究对象,建立了完整的着陆滑跑的力学模型,采用了半主动控制方式,设计出半主动控制起落架系统,建立了半主动控制起落架缓冲器数学模型和仿真模型... 详细信息

飞机着陆滑跑动力学控制和仿真是现代新型飞机设计的新命题。在本论文中,它以某型运输机为研究对象,建立了完整的着陆滑跑的力学模型,采用了半主动控制方式,设计出半主动控制起落架系统,建立了半主动控制起落架缓冲器数学模型和仿真模型,描述了与之相对应的半主动起落架缓冲器的结构设计。本论文依据磁流变液的特性,介绍了磁流变阻尼器的设计方法,根据 Lord公司生产的 RD-1005 磁流变阻尼器,结合该型飞机起落架的力学模型,设计出了适合于该型飞机的磁流变阻尼器,建立了非线性滞回模型。通过实验研究其性能。并在 Matlab 平台上对半主动起落架在着陆滑跑过程中的动力学进行实时仿真,绘制出半主动、被动控制的动力学曲线。通过分析比较得出:半主动控制系统比被动控制系统更能大幅度的减小飞机着陆、滑跑过程中载荷变化幅值,并且随之下沉速度增加而加大。通过调节阻尼器的电压能有效的控制着陆滑跑性能。数字仿真结果表明这种有效降低动载荷的方法对于结构抗疲劳设计和提高旅客和机组人员的舒适性程度是非常有价值的。

关键词：起落架半主动控制仿真磁流变阻尼器

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月球软着陆系统关键技术研究与发展综述

中国机械工程 2006年第S2期17卷 426-428页

作者：陈金宝聂宏汪岸柳赵启龙南京航空航天大学南京210016

介绍了月球探测器软着陆缓冲领域国内外研究现状及发展趋势,针对探测器着陆稳定性及防止反弹与翻滚控制技术领域所面临的主要问题进行阐述,结合先进飞机起落架技术介绍了新一轮月球探测器缓冲系统的发展方向及有待于解决的问题,研究工... 详细信息

介绍了月球探测器软着陆缓冲领域国内外研究现状及发展趋势,针对探测器着陆稳定性及防止反弹与翻滚控制技术领域所面临的主要问题进行阐述,结合先进飞机起落架技术介绍了新一轮月球探测器缓冲系统的发展方向及有待于解决的问题,研究工作对于我国开展二期探月工程具有参考意义。

关键词：探测器软着陆缓冲系统稳定性

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月球着陆器软着陆半主动多态控制

南京航空航天大学学报 2009年第6期41卷 698-703页

作者：汪岸柳聂宏戴雁琴万峻麟李立春南京航空航天大学航空宇航学院南京210016 淮海工学院机械工程学院连云港222006

基于磁流变阻尼器在月球着陆器上应用的可行性及其阻尼的可控性,设计了一种磁流变缓冲装置。考虑到着陆时减速火箭的反推力影响以及着陆时地面撞击的作用,假设着陆器的着陆初始高度多变,建立了一种月球着陆器着陆地面冲击模型。根据着... 详细信息

基于磁流变阻尼器在月球着陆器上应用的可行性及其阻尼的可控性,设计了一种磁流变缓冲装置。考虑到着陆时减速火箭的反推力影响以及着陆时地面撞击的作用,假设着陆器的着陆初始高度多变,建立了一种月球着陆器着陆地面冲击模型。根据着陆过程缓冲与减振的要求,采用了软着陆半主动多态控制策略。应用加速度与速度响应进行状态切换,并根据能量守恒原理确定出多态控制缓冲器的状态参数。3种不同被动控制进行比较分析,结果表明,半主动控制缓冲器能很好地降低着陆器着陆冲击时的过载,同时也能很好地减缓其着陆时的振动。采用半主动多态控制策略的着陆器对较高的着陆初始高度和较大的接地下沉速度的适应性很强,其缓冲效率随着着陆初始高度的增加而增加,在达到允许的最大加速度和允许的最大缓冲行程时,缓冲效率达到最高,这能很好地保障着陆器软着陆安全。

关键词：月球软着陆磁流变缓冲器半主动控制多态控制

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月球着陆器有效载荷着陆冲击响应分析

宇航学报 2010年第11期31卷 2456-2464页

作者：万峻麟聂宏陈金宝李立春汪岸柳南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016 南京航空航天大学航天学院南京210016

针对传统月球着陆器着陆冲击分析方法未能准确考虑结构柔性对有效载荷着陆冲击响应影响的缺点,提出了一种基于非线性瞬态动力学的着陆器有效载荷着陆冲击响应分析方法。以某型月球着陆器为对象,取其搭载的月球车为研究的有效载荷,建立... 详细信息

针对传统月球着陆器着陆冲击分析方法未能准确考虑结构柔性对有效载荷着陆冲击响应影响的缺点,提出了一种基于非线性瞬态动力学的着陆器有效载荷着陆冲击响应分析方法。以某型月球着陆器为对象,取其搭载的月球车为研究的有效载荷,建立月球着陆器着陆冲击非线性有限元分析模型。通过分析结果与试验结果对比,验证了模型及方法;进而分析了3种工况下月球车的着陆冲击响应,并研究了着陆器机体及着陆腿结构柔性对其着陆冲击响应的影响。研究结果表明:该方法较之传统着陆冲击分析方法可更为准确的分析有效载荷的着陆冲击响应;着陆器机体和着陆腿结构弹性均能起到减缓月球车着陆冲击响应的作用,其减缓效果分别为0.54g和0.52g,而二者共同作用的减缓效果更是达到了1.54g;着陆腿弹性对所有有效载荷的着陆冲击响应均有减缓作用,但机体结构柔性的减缓作用对其他有效载荷是否适用则需进行有针对性的分析。

关键词：月面软着陆有效载荷动态响应结构动力学非线性分析

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美国系留气球载监视系统发展分析

西安航空学院学报 2014年第3期32卷 24-27页

作者：汪岸柳毛伟文中国电子科技集团公司第38研究所浮空平台部安徽合肥230088

梳理和分析了美国的四十多年来发展和气球载监视系统使用情况。根据其现在的发展情况,分析其发展趋势。认为未来系留气球载监视系统将在美国国土安全和国防安全中继续扮演着重要角色。

关键词：系留气球任务载荷监视

基于混合扩张状态观测器的农田平地机液压系统反步滑模控制研究

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农业机械学报 2024年第7期55卷 37-46页

作者：魏新华王庆壮吉鑫刘成良汪岸哲江苏大学农业工程学院镇江212013 智能农机装备理论与技术重点实验室镇江212013 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

为解决农田平地机液压系统在复杂地貌平地作业时控制精度低、抗干扰能力差等问题,设计了一种基于混合扩张状态观测器(HESO)的反步滑模控制器。其中,HESO基于输出反馈信号估计系统未知状态和总扰动,并在前馈通道中进行扰动补偿;基于快速... 详细信息

为解决农田平地机液压系统在复杂地貌平地作业时控制精度低、抗干扰能力差等问题,设计了一种基于混合扩张状态观测器(HESO)的反步滑模控制器。其中,HESO基于输出反馈信号估计系统未知状态和总扰动,并在前馈通道中进行扰动补偿;基于快速趋近律设计的反步滑模控制器输出连续光滑的控制量,增强了系统鲁棒性,克服了系统非线性与参数不确定性问题;通过Lyapunov稳定性理论对所提出的观测器和控制器稳定性进行验证,得到误差一致有界稳定结论;通过AMESim和Matlab/Simulink联合仿真与田间试验对本文控制算法的有效性和优越性进行了验证。在两条地貌情况较为复杂波浪地中单次平地和地貌情况较为相似的两田块进行3次遍历试验表明,使用本文控制方法,平地后高程相较于平地前标高的平均绝对误差、最大绝对误差、绝对误差标准差分别为0.053、0.146、0.037 m和0.02、0.041、0.011 m,较PID算法分别降低36.35%、28.32%、31.37%和62.6%、50%、51.83%。

关键词：农田平地机混合扩张状态观测器反步滑模控制联合仿真

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农村道路建设的沧桑巨变

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