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刚-液耦合航天器系统的Hamilton结构及稳定性分析

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应用数学和力学 2023年第5期44卷 499-512页

作者：易中贵岳宝增刘峰卢涛邓明乐北京理工大学数学与统计学院北京100081 北京理工大学宇航学院北京100081 北京宇航系统工程研究所北京100076 中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

该文采用3D刚体摆来等效推进剂的非线性晃动行为.由此研究了该刚-液耦合航天器系统的Hamilton结构,介绍了系统的R^(3)约化(对应系统的平移不变性或总线动量不变性)以及S_(o)(3)约化(对应系统的旋转不变性或总角动量不变性),并推导了系... 详细信息

该文采用3D刚体摆来等效推进剂的非线性晃动行为.由此研究了该刚-液耦合航天器系统的Hamilton结构,介绍了系统的R^(3)约化(对应系统的平移不变性或总线动量不变性)以及S_(o)(3)约化(对应系统的旋转不变性或总角动量不变性),并推导了系统在约化空间s^(∗)_(o)(3)×s^(∗)_(o)(3)×S_(o)(3)上的约化Poisson括号.接着研究了刚-液耦合航天器系统的自旋稳定性特征,先根据对称临界原理推导了刚-液耦合航天器系统的相对平衡态,由此根据能量-动量方法与分块对角化技术,推导了系统的自旋稳定性条件和Arnold形式的稳定性边界.最后根据具体模型参数,给出了以图形方式展现的自旋稳定域.

关键词：液体非线性晃动等效力学模型 Hamilton结构稳定性分析能量-动量方法

2021年吉林省中考英语阅读理解试题内容效度分析

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课堂内外（初中教研） 2022年第S2期 132-134页

作者：邓明乐北华大学外国语学院吉林吉林132013

中考既是义务教育阶段的毕业考试,又是升学考试。中考英语试题中阅读理解部分占有较大比例的分值。因此,对中考英语阅读理解试题的内容效度分析至关重要。本文从语篇输入和预期回答两方面对2021年吉林省中考试题的阅读理解部分进行了分... 详细信息

中考既是义务教育阶段的毕业考试,又是升学考试。中考英语试题中阅读理解部分占有较大比例的分值。因此,对中考英语阅读理解试题的内容效度分析至关重要。本文从语篇输入和预期回答两方面对2021年吉林省中考试题的阅读理解部分进行了分析,并提出了相应的教学建议。

关键词：中考英语阅读理解内容效度

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液体非线性晃动试验与等效力学模型仿真

中国空间科学技术 2022年第6期42卷 125-133页

作者：邓明乐李友遐许宏岩吴文军黄华岳宝增中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094 广西科技大学机械与交通工程学院柳州545006 北京理工大学宇航学院北京100081

航天器的在轨机动可能导致液体燃料出现包括非线性晃动在内的复杂动力学行为。采用运动脉动球模型(MPBM)对液体非线性旋转晃动问题进行了研究,并通过开展地面试验验证了MPBM仿真结果的准确性。首先,在MPBM的建模过程中以晃动回复力的形... 详细信息

航天器的在轨机动可能导致液体燃料出现包括非线性晃动在内的复杂动力学行为。采用运动脉动球模型(MPBM)对液体非线性旋转晃动问题进行了研究,并通过开展地面试验验证了MPBM仿真结果的准确性。首先,在MPBM的建模过程中以晃动回复力的形式考虑重力的影响,具体是通过虚功原理将重力作用引入到脉动球的能量变化过程。然后,搭建地面晃动试验平台,实现了对球型贮箱晃动现象的准确观测以及对晃动力和晃动力矩的实时测量。最后,以试验实测的加速度激励和晃动力为参照,采用MPBM进行了仿真与对比,仿真结果较好地匹配了试验结果。文中对液体晃动的合理抽象进一步地提升了等效力学模型对复杂晃动行为的仿真能力,为实现航天器更为高效、准确的在轨控制提供基础。

关键词：运动脉动球模型(MPBM) 非线性旋转晃动地面晃动试验晃动力数值仿真

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液体大幅晃动类等效力学模型研究

宇航学报 2016年第6期37卷 631-638页

作者：邓明乐岳宝增黄华北京理工大学宇航学院北京100081 中国空间技术研究院通信卫星事业部北京100094

基于液体大幅晃动等效力学模型研究充液航天器动力学与控制问题。首先,发展并完善了模拟液体大幅晃动的运动脉动球模型(MPBM),结合已有的液体大幅晃动运动规律和分析结论对MPBM的法向力的计算方法进行了改进;通过数值仿真结果与已有试... 详细信息

基于液体大幅晃动等效力学模型研究充液航天器动力学与控制问题。首先,发展并完善了模拟液体大幅晃动的运动脉动球模型(MPBM),结合已有的液体大幅晃动运动规律和分析结论对MPBM的法向力的计算方法进行了改进;通过数值仿真结果与已有试验结果的对比证明了以上改进工作的有效性。然后,基于MPBM建立了携带多个充液储箱的航天器动力学模型,针对携带四个储箱的充液航天器进行姿态机动控制研究。研究结果表明,四个充液储箱的三种可能的空间布局对航天器姿态机动过程中的角速度、液体晃动力矩和控制力矩将产生不同的影响;此外,还研究了液体大幅晃动等效力学模型中液体晃动阻尼因素对航天器姿态机动控制的影响。

关键词：运动脉动球模型(MPBM) 充液航天器液体大幅晃动多储箱姿态控制

Pasternak地基上输流管道固有频率计算分析

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机械强度 2013年第6期35卷 711-715页

作者：陈兵邓明乐尹忠俊北京科技大学机械工程学院北京100083

分别使用复模态法和Galerkin模态截断方法计算Pasternak地基上两端铰支输流管道的固有频率,并通过与复模态法计算得到的精确解的比较,以说明Galerkin法模态截断对固有频率计算结果的影响,然后研究Pasternak地基剪切刚度和弹簧刚度以及... 详细信息

分别使用复模态法和Galerkin模态截断方法计算Pasternak地基上两端铰支输流管道的固有频率,并通过与复模态法计算得到的精确解的比较,以说明Galerkin法模态截断对固有频率计算结果的影响,然后研究Pasternak地基剪切刚度和弹簧刚度以及质量参数对截断误差的影响。研究结果表明:在固定的流速范围内,地基剪切刚度和弹簧刚度的增大均可以减小Galerkin法的截断误差,但与前者相比,后者的作用可以忽略不计;同时伴随质量参数的增大,截断误差也将迅速的增加。

关键词：输流管道固有频率复模态法 Galerkin法 Pasternak地基

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质量特性对航天器火工冲击传递影响仿真分析

中国空间科学技术 2020年第2期40卷 62-69页

作者：杨光刘波李正举邓明乐中国空间技术研究院通信卫星事业部北京100094

航天器火工冲击环境复杂,冲击载荷的瞬态、高度非线性等特点,使得冲击响应的准确预示具有一定难度。卫星舱板上分布大量单机设备,其质量特性成为影响火工冲击传递的关键因素。根据火工冲击传递机理,建立了卫星舱板与单机设备的冲击有限... 详细信息

航天器火工冲击环境复杂,冲击载荷的瞬态、高度非线性等特点,使得冲击响应的准确预示具有一定难度。卫星舱板上分布大量单机设备,其质量特性成为影响火工冲击传递的关键因素。根据火工冲击传递机理,建立了卫星舱板与单机设备的冲击有限元简化模型,计算了舱板上的火工冲击响应。通过与试验数据的对比,误差控制在±3.5 dB内,验证了有限元建模的合理性。以此为基础,研究了火工冲击传递特性,为火工冲击响应预示及卫星舱板布局设计提供了参考。

关键词：火工冲击航天器响应传递质量特性有限元法

圆柱贮箱内液体非线性稳态晃动实验及动力学特性分析

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宇航学报 2021年第9期42卷 1078-1089页

作者：吴文军高超南岳宝增邓明乐广西科技大学机械与交通工程学院柳州545006 广西汽车零部件与整车技术重点实验室柳州545006 北京理工大学宇航学院北京100081 中国空间技术研究院北京100094

针对圆柱贮箱内液体非线性稳态晃动力和力矩动态信号的采集与分析问题,设计了一种能同时实现充液贮箱整体固定安装和液体动态晃动力、力矩精确测量的实验装置,给出了相应的实验数据采集、分析和处理方法。通过开展大量实验,将实验数据与... 详细信息

针对圆柱贮箱内液体非线性稳态晃动力和力矩动态信号的采集与分析问题,设计了一种能同时实现充液贮箱整体固定安装和液体动态晃动力、力矩精确测量的实验装置,给出了相应的实验数据采集、分析和处理方法。通过开展大量实验,将实验数据与CFD仿真结果进行细致对比后发现:在旋转晃动状态下,CFD仿真结果存在明显的计算偏差,不便被独立的用于完整揭示贮箱内液体晃动的真实特性。最后,归纳了贮箱内液体的非线性稳态晃动行为随横向外激励频率的变化规律,并对比分析了驻波晃动、拍振晃动、多类复杂的旋转晃动等多种不同形式的非线性稳态晃动行为对运载工具控制系统的任务执行效率和稳定性的影响。

关键词：圆柱贮箱非线性稳态晃动动力学特性实验装置旋转晃动

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液体多模态晃动充液航天器姿态机动复合控制

宇航学报 2015年第7期36卷 819-825页

作者：宋晓娟岳宝增闫玉龙邓明乐北京理工大学宇航学院北京100081

主要研究多模态液体晃动时充液航天器大角度姿态机动动力学与控制问题。采用液体晃动弹簧质量等效力学模型将液体燃料前两阶液体晃动模态纳入到充液航天器耦合动力学模型中;根据动量矩守恒定律推导出充液航天器耦合系统动力学方程。针... 详细信息

主要研究多模态液体晃动时充液航天器大角度姿态机动动力学与控制问题。采用液体晃动弹簧质量等效力学模型将液体燃料前两阶液体晃动模态纳入到充液航天器耦合动力学模型中;根据动量矩守恒定律推导出充液航天器耦合系统动力学方程。针对充液航天器大角度姿态机动同时抑制燃料晃动的问题,采用自适应动态输出反馈的姿态控制方法并结合基于前馈控制的多模态ZVD输入成型器设计复合控制器。通过数值模拟给出了液体晃动响应及航天器姿态机动的时间历程图,数值仿真结果表明了本文所给出复合控制方法的有效性。

关键词：充液航天器大角度机动自适应动态输出反馈输入成型复合控制

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两端固定输流管道的参数共振实验

振动．测试与诊断 2014年第3期34卷 560-564,596页

作者：陈兵邓明乐张静尹忠俊北京科技大学机械工程学院北京100083

将非接触式测振方法引入到输流管道的参数共振问题的实验研究。首先,通过激光测振技术获取了实验管道中部在脉动流激励下的振动信息;其次,通过确定管道振动频谱图中1/2倍频出现和消失时对应的激励频率,并在多组测试结果的基础上拟合出... 详细信息

将非接触式测振方法引入到输流管道的参数共振问题的实验研究。首先,通过激光测振技术获取了实验管道中部在脉动流激励下的振动信息;其次,通过确定管道振动频谱图中1/2倍频出现和消失时对应的激励频率,并在多组测试结果的基础上拟合出了管道第一振型1/2次谐波参数共振区域,且实验结果与利用平均法计算得到的理论结果定性一致;最后,对实验结果的误差成因进行了较深入地分析。得到如下结论:在一定平均流速下,两端固定管道在适当脉动幅值和脉动频率下可以发生参数共振现象,且参数共振区域的位置与流速关系较大;管道实际发生参数共振的范围要大于理论计算结果,这可能与选用平均法进行理论计算有关。

关键词：输流管道参数共振激光测振平均法