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Deploying process modeling and attitude control of a satellite with a large deployable antenna

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Chinese Journal of Aeronautics 2014年第2期27卷 299-312页

作者： Zhigang Xing gangtie zheng School of Aerospace Tsinghua University

Modeling and attitude control methods for a satellite with a large deployable antenna are studied in the present paper. Firstly, for reducing the model dimension, three dynamic models for the deploying process are developed, which are built with the methods of multi-rigid-body dynam- ics, hybrid coordinate and substructure. Then an attitude control method suitable for the deploying process is proposed, which can keep stability under any dynamical parameter variation. Subse- quently, this attitude control is optimized to minimize attitude disturbance during the deploying process. The simulation results show that this attitude control method can keep stability and main- tain proper attitude variation during the deploying process, which indicates that this attitude con- trol method is suitable for practical applications.

关键词： Attitude control Communication satellite Deploying process modeling Disturbance rejection Large deployable antenna

Dynamic Analysis and Decoupling Control of Octo-pneumatic Actuator Vibration Isolation Platform

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2009年第1期22卷 116-123页

作者： WANG Xiaolei YANG QinNun zheng gangtie Department of Aerospace Engineering Harbin Institute of Technology Harbin 150001 China College of Mechatronics Engineering Harbin Institute of Technology Harbin 150001 China Department of Aeronautics andAstronautics Tsinghua University Beijing 100084 China

Control of a six-DOF vibration isolation platform is generally difficult which is due to the strong coupling among its input and output channels. The dynamic behavior and decoupling approach of a six-DOF vibration isolation platform with eight pneumatic actuators are investigated. Owing to the symmetric configuration design of the platform, the coupling among different channels is greatly weakened. When the payload＇s principal axes of inertia parallel to the platform＇s axes of symmetry and the payload＇s center of mass is at the extension line of the platform＇s central axis, the motion can be decomposed into two independent single-input single-output channels and two independent two-input two-output subsystems. The second-order subsystems are decoupled further with the simultaneous matrix diagonalization. Thus a decoupling control strategy is developed. Effectiveness of the decoupling approach is verified through experiments of the platform, and the experimental results show that vibrations of the platform are attenuated obviously owing to the active control.

关键词： decoupling control vibration isolation eight actuators pneumatic actuator

A Novel Robotic Control System Mimics Doctor’s Operation to Assist Percutaneous Coronary Intervention

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Cardiovascular Innovations and Applications 2022年第2期6卷 225-231页

作者： Boda Zhou Qizhong Li Yajun Xue Lihao Huang Jie Zhou Ou Zhang Ping Zhang gangtie zheng Department of Cardiology Beijing Tsinghua Changgung HospitalSchool of Clinical MedicineTsinghua UniversityBeijing 102218China School of Aerospace Engineering Tsinghua UniversityBeijing 100084China

Objectives:The use of current robotic systems to assist in percutaneous coronary intervention(PCI)fundamentally differs from performing conventional *** overcome this problem,we developed a novel master-slave robotic control system to assist in PCI,and evaluated its safety and feasibility in the delivery and manipulation of coronary guidewires in vitro and in ***:The novel robotic assist PCI system is composed of three parts:1)a master actuator,which imitates the traditional torque used by surgeons in conventional PCI,2)a slave actuator,including a guidewire delivery system and force monitoring equipment,and 3)a local area network based communication ***:The experiment was performed in six *** robotic and manual control completed the operation with no device-or procedure-associated *** experienced interventional cardiologist who was aﬁrst-time user of the novel robotic PCI system was able to advance the guidewire into a distal branch of a coronary artery within a similar time to that required with the manual ***:This early in vivo experiment with the novel robotic assisted PCI control system demonstrated that its feasibility,safety,and procedural effectiveness are comparable to those of manual *** novel robotic-assisted PCI control system required signiﬁcantly less time to learn than other currently available systems.

关键词： medical robot PCI control system

流体阻尼器中粘性发热的反馈作用与热平衡研究

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应用力学学报 2006年第4期23卷 505-510页

作者：何玲郑钢铁哈尔滨工业大学哈尔滨150001

主要针对长阻尼孔形式下的流体阻尼器进行分析,在三参数模型的基础上研究了流体粘性发热对流体阻尼力的反馈作用,从而建立了含热能转换与热交换的阻尼器的动力学模型,同时对系统的热平衡状态进行了分析。最后通过数值分析对该时变系统... 详细信息

主要针对长阻尼孔形式下的流体阻尼器进行分析,在三参数模型的基础上研究了流体粘性发热对流体阻尼力的反馈作用,从而建立了含热能转换与热交换的阻尼器的动力学模型,同时对系统的热平衡状态进行了分析。最后通过数值分析对该时变系统从时域和频域上讨论了粘性发热对隔振效果的影响,发现温度变化对共振频率的漂移及幅值大小的影响较大。

关键词：流体阻尼粘性发热热平衡隔振

圆形空心截面约束层阻尼梁整体单元建模与振动分析

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应用力学学报 2006年第2期23卷 187-194页

作者：申智春郑钢铁哈尔滨工业大学哈尔滨150001

增加阻尼对结构振动抑制具有很重要的意义,为克服三维有限元建模单元数量较大的问题,采用整体单元方法求解圆形空心截面约束阻尼梁的拉伸、弯曲和扭转振动。分析结果同三维有限元分析结果作了比较,证明了该方法的可行性,为圆形截面构件... 详细信息

增加阻尼对结构振动抑制具有很重要的意义,为克服三维有限元建模单元数量较大的问题,采用整体单元方法求解圆形空心截面约束阻尼梁的拉伸、弯曲和扭转振动。分析结果同三维有限元分析结果作了比较,证明了该方法的可行性,为圆形截面构件组成的刚架和桁架结构约束阻尼层振动抑制分析提供了简单的计算方法。

关键词：空心圆形截面梁约束阻尼层有限元方法

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双线性时间-频率分布的近似计算及其应用

振动与冲击 2007年第1期26卷 12-15,20页

作者：樊永生郑钢铁北京航空航天大学宇航学院北京100083 中北大学计算机科学与技术系太原030051

双线性时间-频率分布是非平稳信号处理的重要工具。但该方法运算量大,占内存多,无法实时实现。根据核函数的谱分解理论,把实离散核函数表示为实对称矩阵,利用对称矩阵的特征分解把离散时间双线性时间-频率变换表示为离散时间频谱图的加... 详细信息

双线性时间-频率分布是非平稳信号处理的重要工具。但该方法运算量大,占内存多,无法实时实现。根据核函数的谱分解理论,把实离散核函数表示为实对称矩阵,利用对称矩阵的特征分解把离散时间双线性时间-频率变换表示为离散时间频谱图的加权和,用频谱图的部分和实现双线性变换的快速近似计算。数字仿真与齿轮箱故障信号处理结果表明,近似计算方法能够节能存贮空间,明显提高计算速度。

关键词：信号处理双线性时间-频率变换特征分解快速算法

振动信号检测技术研究及其在故障诊断中的应用

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应用力学学报 2006年第3期23卷 388-392页

作者：樊永生郑钢铁北京航空航天大学中北大学太原030051

针对复杂机械系统异常振动信号的检测,提出一种新的无混叠指数双线性时间-频率变换探测方法,新变换方法可以避免常用双线性变换中的频率混叠和信息丢失等问题,能够有效的抑制交叉项,具有较高的时频分辨率,给出新的双线性时-频变换的离... 详细信息

针对复杂机械系统异常振动信号的检测,提出一种新的无混叠指数双线性时间-频率变换探测方法,新变换方法可以避免常用双线性变换中的频率混叠和信息丢失等问题,能够有效的抑制交叉项,具有较高的时频分辨率,给出新的双线性时-频变换的离散算法,通过仿真实验与齿轮箱早期故障检测,对新的时频变换的检测效果进行了验证。

关键词：时频分布信号检测核函数故障诊断

圆形截面约束阻尼梁整体有限元建模与振动分析

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应用力学学报 2006年第4期23卷 662-667页

作者：申智春郑钢铁哈尔滨工业大学哈尔滨150001

为克服约束阻尼结构在工程应用中存在的由三维有限元建模造成的单元数目巨大的问题,本文提出了圆形实心截面梁附加约束阻尼层横向振动的整体有限元建模方法,并基于此模型,研究了材料的物理属性和几何因子对这类结构的固有频率的影响。... 详细信息

为克服约束阻尼结构在工程应用中存在的由三维有限元建模造成的单元数目巨大的问题,本文提出了圆形实心截面梁附加约束阻尼层横向振动的整体有限元建模方法,并基于此模型,研究了材料的物理属性和几何因子对这类结构的固有频率的影响。通过与三维有限元解法相比较,证明了该方法的可行性与正确性,并给出了该方法的适用范围。

关键词：整体有限元约束阻尼层圆形截面梁

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复合多层混合结构三维热传导分析

应用力学学报 2005年第4期22卷 633-637页

作者：常晓权郑钢铁北京航空航天大学北京100083

复合多层混合结构由不同热导率材料混杂组成。对于分析复合多层混合结构内部热传导机理以及非均匀温度场的复合混合结构热力耦合计算,常需要采用三维模型以得到较为精确的结构温度场分布结果。针对包含复合材料的多层混合结构的热传导问... 详细信息

复合多层混合结构由不同热导率材料混杂组成。对于分析复合多层混合结构内部热传导机理以及非均匀温度场的复合混合结构热力耦合计算,常需要采用三维模型以得到较为精确的结构温度场分布结果。针对包含复合材料的多层混合结构的热传导问题,本文通过基于散度表示的一般瞬态三维热传导方程,利用Galikin法建立了复合多层混合结构瞬态三维热传导的有限元方程。对于复合多层混合结构单层材料过薄,引起的沿厚度方向划分单元的困难,采用等效三维单元使一个单元内包含一个或数个材料铺层,并在沿厚度方向热导率变化剧烈的情况对单元进行细化。数值仿真结果表明该方法网格划分灵活,计算结果较为理想,同时由于其拓扑结构包含的信息较为充分,能够实现多物理场条件下的耦合分析。

关键词：复合多层混合结构复合材料三维热传导