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一种面向限制性三体问题的轨道-姿态运动模态构建方法

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宇航学报 2024年第7期45卷 1078-1088页

作者：刘威罗建军西北工业大学航天学院西安710072 航天飞行动力技术重点实验室西安710072

针对平动点附近的具有强非线性和耦合性的轨道-姿态动力学机理分析,以及如何利用其动力学特性完成相关任务操作等问题,提出了基于Floquet理论的轨道-姿态运动模态构建方法,并探讨了所构建模态的典型应用。首先,在平动点轨道-姿态周期解... 详细信息

针对平动点附近的具有强非线性和耦合性的轨道-姿态动力学机理分析,以及如何利用其动力学特性完成相关任务操作等问题,提出了基于Floquet理论的轨道-姿态运动模态构建方法,并探讨了所构建模态的典型应用。首先,在平动点轨道-姿态周期解的基础上,对轨道-姿态状态转移矩阵进行分块,根据分块矩阵特征值特点,建立了姿态模态和姿轨耦合模态,与轨道模态共同构成完整的轨道-姿态运动模态。然后,对模态特性进行了相空间分析。最后,以平动点相对轨道-姿态运动解析、平动点轨道-姿态稳定性控制和平动点轨道附近姿轨编队设计为应用案例,相应数值仿真表明了所提出模态的正确性,以及在典型航天任务设计与控制中的应用价值。

关键词：圆型限制性三体问题轨道-姿态运动平动点 Floquet理论

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基于机器学习的航天器规避目标威胁博弈决策

航空学报 2024年第8期45卷 244-259页

作者：张鸿林罗建军马卫华西北工业大学航天学院西安710072 航天飞行动力学技术重点实验室西安710072

针对航天器规避空间目标抵近威胁的决策问题,提出了一种智能决策框架和基于深度强化学习的自主决策方法。考虑到空间目标的机动特性和威胁规避的博弈性,基于感知-判断-决策-执行(OODA)环决策思想和机器学习方法,提出了一种航天器威胁规... 详细信息

针对航天器规避空间目标抵近威胁的决策问题,提出了一种智能决策框架和基于深度强化学习的自主决策方法。考虑到空间目标的机动特性和威胁规避的博弈性,基于感知-判断-决策-执行(OODA)环决策思想和机器学习方法,提出了一种航天器威胁规避智能博弈决策框架。基于该框架和对空间目标运动意图的推理,为了使航天器决策控制具备博弈应对能力,设计了基于深度强化学习的航天器机动决策算法和训练环境,实现了对空间目标典型运动意图的规避应对;进一步地,采用自我博弈学习训练提升航天器自主机动决策算法的泛化性和应对目标不确定机动的适应能力。最后,通过算例仿真及分析,验证了所提方法的有效性。

关键词：航天器机动智能决策威胁规避 OODA环深度强化学习

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液压缸缸筒轻量化设计及理论研究

机床与液压 2024年第10期52卷 1-7页

作者：罗建军傅连东武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉430081 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081

研发一种具有金属内衬的法兰式碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)液压缸缸筒,通过复合材料的本构关系和厚壁圆筒理论推导CFRP缸筒的应力应变公式,建立数学模型,并结合强度和刚度理论,进行液压缸缸筒轻量化研究。运用Abaqus软件进行仿真分... 详细信息

研发一种具有金属内衬的法兰式碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)液压缸缸筒,通过复合材料的本构关系和厚壁圆筒理论推导CFRP缸筒的应力应变公式,建立数学模型,并结合强度和刚度理论,进行液压缸缸筒轻量化研究。运用Abaqus软件进行仿真分析,验证所提出方案的可行性,联合Isight软件进行优化设计,以DOE试验设计寻找最优解。结果表明:优化设计后,CFRP缸筒满足强度和刚度要求;液压缸缸筒质量由16.58 kg减少到5.26 kg,总体减轻68.3%,达到轻量化设计目的。

关键词：液压缸轻量化碳纤维增强树脂(CFRP) DOE试验设计

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基于神经核网络高斯过程回归的甲板运动预测

西北工业大学学报 2024年第3期42卷 377-385页

作者：秦朋罗建军马卫华武黎明西北工业大学航天学院陕西西安710072

甲板运动预测与补偿是舰载机自动着舰的关键技术之一。传统甲板运动预测方法依赖于运动建模的准确性和参数调整,面临复杂海况、不同舰型、航态变化时具有适应性差、预测时长短、结果可靠性低等问题。提出一种基于神经核网络高斯过程回归... 详细信息

甲板运动预测与补偿是舰载机自动着舰的关键技术之一。传统甲板运动预测方法依赖于运动建模的准确性和参数调整,面临复杂海况、不同舰型、航态变化时具有适应性差、预测时长短、结果可靠性低等问题。提出一种基于神经核网络高斯过程回归(NKN-GPR)的甲板运动预测模型,使用神经核网络(NKN)实现高斯过程回归(GPR)模型自动复合核构造,有效改善基于规则库自动核搜索(ACKS)算法依赖人工先验知识的不足。以正弦波组合模型和功率谱模型构造仿真数据,对NKN-GPR模型和基于最小二乘法的自回归(AR)模型进行对比仿真验证,仿真结果表明,NKN-GPR模型在运动预测精度、平滑性、预测时长等方面具有显著优势,证明了所提算法的有效性,可为舰载机自动安全着舰提供理论支撑。

关键词：自动着舰甲板运动预测高斯过程回归神经核网络自动复合核构造

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空间桁架在轨装配机器人的运动规划方法

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 715-721页

作者：刘聪李海锋王明明罗建军中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所陕西西安710076 空军装备部驻西安地区第五军事代表室陕西西安710065 西北工业大学航天学院陕西西安710072

提出一种利用机器人完成空间桁架在轨装配的设计方案,并针对其中机器人的无碰运动规划问题,提出一种引入启发信息的运动规划方法。首先,设计了装配机器人和空间桁架系统;随后,引入基于距离场的碰撞检测算法进行空间中的障碍检测,并利用... 详细信息

提出一种利用机器人完成空间桁架在轨装配的设计方案,并针对其中机器人的无碰运动规划问题,提出一种引入启发信息的运动规划方法。首先,设计了装配机器人和空间桁架系统;随后,引入基于距离场的碰撞检测算法进行空间中的障碍检测,并利用随机轨迹优化框架下的运动规划(stochastic trajectory optimization for motion planning,STOMP)算法进行机器人无碰运动规划;针对其中随机叠加轨迹方向不确定导致的规划效率低的问题提出了启发式STOMP(heuristically STOMP,hSTOMP)运动规划算法。仿真结果表明该算法能够快速得到机器人的无碰平滑关节轨迹,其中启发信息的引入大大提高了原算法的规划效率,具有一定的理论意义和应用价值。

关键词：在轨装配机器人随机优化运动规划

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风向角对高速列车驶出隧道过程中气动效应的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 419-430页

作者：王磊李宇杰张传凯骆建军叶子剑北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京市地铁运营有限公司北京100044 北京地铁工程管理有限公司北京100005 中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083

为研究风向角对驶出隧道过程中高速列车气动效应的影响,以某型高速动车组列车为研究对象,采用数值模拟方法对隧道内气动压力、列车风风速、流场分布及列车气动荷载进行分析。通过与动模型试验结果进出对比,验证数值模拟方法的准确性。... 详细信息

为研究风向角对驶出隧道过程中高速列车气动效应的影响,以某型高速动车组列车为研究对象,采用数值模拟方法对隧道内气动压力、列车风风速、流场分布及列车气动荷载进行分析。通过与动模型试验结果进出对比,验证数值模拟方法的准确性。研究结果表明:隧道壁面气动压力峰值及变化幅值最大值出现在隧道内部,且出现位置到隧道出口距离与风向角有关;背风侧气动压力受风向角影响更大,气动压力变化幅值随风向角增大呈现先减小后增大再减小的趋势;出口处列车风风速随风向角增大基本呈现先增大后减小的趋势,30°风向角时列车风风速最大,但迎、背风侧列车风风速峰值出现时刻不同;随着风向角增大,流场分布不对称性增强,列车绕流特性由流线型绕流逐渐过渡到钝体绕流,流动分离点到头车鼻尖的距离呈现先增大后减小最后再增大的变化规律,隧道内流动结构愈加复杂;气动横向力、升力变化幅值随风向角增加呈现先增后减趋势,头车横向力系数最大变化幅值分别是中车、尾车的2.4倍和2.6倍,升力系数最大变化幅值分别是中车、尾车的1.1倍和1.5倍,故保证头车安全是控制整车运行安全的关键;侧风下高速列车驶出隧道情形下的最不利风向角为30°,此时头车发生列车事故风险最高。

关键词：高速列车风向角侧风气动荷载

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空间作业智能操控技术研究与展望

中国科学：技术科学 2024年第2期54卷 289-303页

作者：张哲刘传凯王明明罗建军武黎明陈诺探月与航天工程中心北京100190 北京航天飞行控制中心北京100094 航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 西北工业大学航天学院西安710072 北京理工大学宇航学院北京100081

空间环境错综复杂,由航天员出舱完成各类空间任务难度较大.利用空间机器人操控技术,能够扩展航天员的操作能力,有效提高空间作业的自主化和智能化水平.本文介绍了空间作业操控的概念与内涵、国内外空间机器人操控技术应用与发展现状,分... 详细信息

空间环境错综复杂,由航天员出舱完成各类空间任务难度较大.利用空间机器人操控技术,能够扩展航天员的操作能力,有效提高空间作业的自主化和智能化水平.本文介绍了空间作业操控的概念与内涵、国内外空间机器人操控技术应用与发展现状,分析了在轨服务、星表巡视和星表采样等三类场景下空间机器人操控技术的特点.在此基础上,对其中涉及的智能感知与信息融合、任务规划、预测仿真等前沿关键技术进行了总结,并结合未来空间探索的需求,研究提出了空间作业操控技术的智能化发展趋势.

关键词：空间操控在轨服务星表探测人工智能机器人

Application of subharmonic-aided pressure estimation in a patient with giant hepatic cyst:A case report

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Portal Hypertension & Cirrhosis 2024年第2期3卷 124-127页

作者： Xiuyun Lu Jiaying Cao Yaozu Liu Jingqin Ma jianjun luo Yi Dong Wenping Wang Shanghai Institute of Medical Imaging ShanghaiChina Department of Ultrasound Zhongshan HospitalFudan UniversityShanghaiChina Department of Ultrasound Xinhua Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University School of MedicineShanghaiChina Department of Interventional Radiology Zhongshan HospitalFudan UniversityShanghaiChina National Clinical Research Center for Interventional Medicine Zhongshan HospitalFudan UniversityShanghaiChina

Giant hepatic cysts may lead to impaired liver function by compressing surrounding tissue,resulting in symptoms such as nausea or portal ***-aided pressure estimation(SHAPE)offers a noninvasive method for quantitatively estimating pressure and monitoring interstitial fluid pressure.A 55-year-old female patient with giant hepatic cysts was admitted to our hospital with elevated protein electrophoretic gamma levels,likely caused by compression of important liver vessels by the *** surgery,B-mode ultrasound(BMUS)revealed multiple anechoic cystic lesions with thin,smooth walls in the right *** SHAPE,the curve of the portal vein was lower than that of the hepatic vein,which is absolutely different from a healthy volunteer in our previous SHAPE *** suggested that the patient may have had portal *** days after laparoscopic fenestration and drainage of hepatic cysts,the size of the largest cyst had decreased on BMUS and protein electrophoretic gamma levels had *** the curve of the portal vein remained lower than that of the hepatic vein,the difference between them had decreased compared to presurgery *** shows promise as a tool for noninvasively estimating portal hypertension and improving prognosis assessment in patients.

关键词： hepatic admitted impaired

基于群井抽水试验的承压含水层水文参数反演分析

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地下空间与工程学报 2024年第S1期20卷 180-187页

作者：徐中华宗露丹王卫东罗建军华东建筑设计研究院有限公司上海地下空间与工程设计研究院上海200011 上海基坑工程环境安全控制工程技术研究中心上海200002 华东建筑集团股份有限公司上海200011 上海汇谷岩土工程技术有限公司上海201108

城市区域复杂环境条件下的深基坑工程往往涉及复杂的承压水处理问题,当承压含水层深度较大且采用悬挂帷幕结合坑内减压降水方案时,需合理评估承压水降水对周边环境的影响,而其关键是要确定合理的水文地质参数。本文结合位于长江漫滩地... 详细信息

城市区域复杂环境条件下的深基坑工程往往涉及复杂的承压水处理问题,当承压含水层深度较大且采用悬挂帷幕结合坑内减压降水方案时,需合理评估承压水降水对周边环境的影响,而其关键是要确定合理的水文地质参数。本文结合位于长江漫滩地貌单元的某深基坑工程,在基坑实施前针对其深厚承压含水层开展了现场群井抽水试验,根据单井抽水试验的解析方法给出了初步的水文地质参数,在此基础上,建立了群井抽水试验的地下水渗流数值分析模型,基于反演分析确定了合理的水文地质参数,为分析基坑承压水降水对周边环境影响提供了直接依据。

关键词：深基坑承压水群井抽水试验水文地质参数反演分析