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USEFUL RELATIVE MOTION DESCRIPTION METHOD FOR PERTURBATIONS ANALYSIS IN SATELLITEFORmaTION FLYING

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Applied mathematics and Mechanics(English Edition) 2005年第11期26卷 1464-1474页

作者：孟鑫李俊峰高云峰 ma xing-rui School of AeroSpace Tsinghua University Beijing 100084 P. R. China 不详

A set of parameters called relative orbital elements were defined to describe the relative motion of the satellites in the formation flying. With the help of these parameters, the effect of the perturbations on the relative orbit trajectory and geometric properties of satellite formation can be easily analyzed. First, the relative orbital elements are derived, and pointed out： if the eccentricity of the leading satellite is a small value, the relative orbit trajectory is determined by the intersection between an elliptic cylinder and a plane in the leading satellite orbit frame reference; and the parameters that describe the elliptic cylinder and the plane can be used to obtain the relative orbit trajectory and the relative orbital elements. Second, by analyzing the effects of gravitational perturbations on the relative orbit using the relative orbital elements,it is found that the propagation of a relative orbit consists of two parts ： one is the drift of the elliptic cylinder; and the other is the rotation of the plane resulted from the rotation of the normal of the plane. Meanwhile, the analytic formulae for the drift and rotation rates of a relative trajectory under gravitational perturbations are presented. Finally, the relative orbit trajectory and the corresponding changes were analyzed with respect to the J2 perturbation.

关键词： satellite formation flying relative orbital element gravitational perturbation drift rate rotation rate

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对空间碎片的相对位姿估计

宇航学报 2015年第8期36卷 906-915页

作者：宋亮李志马兴瑞中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室北京100094 广东省政府广州510031

针对几何、质量特性参数均未知的空间碎片,提出一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的相对位姿估计算法。该算法以单目相机获得的目标图像特征视线信息作为测量输入,以目标姿态、姿态角速度、惯量比、相对位置、相对速度和特征位置作为滤波状... 详细信息

针对几何、质量特性参数均未知的空间碎片,提出一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的相对位姿估计算法。该算法以单目相机获得的目标图像特征视线信息作为测量输入,以目标姿态、姿态角速度、惯量比、相对位置、相对速度和特征位置作为滤波状态。对算法进行可观性分析,给出两个可以保证算法可观性的条件。分别针对不同条件进行数值仿真,仿真结果表明新算法能够对几何和质量参数未知的空间碎片进行有效的相对位姿估计。

关键词：单目相机相对位姿估计未知空间目标视觉相对导航扩展卡尔曼滤波

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星载天线双轴定位机构指向精度分析

宇航学报 2007年第3期28卷 545-550页

作者：孙京马兴瑞于登云中国航天科技集团公司五院总体部北京100094 中国航天科技集团公司北京100037

以星载天线双轴定位机构为对象,分析了其指向精度的影响因素,从传动误差、测量误差、安装误差以及热变形误差等方面,研究了各项精度影响因素的分析模型和计算方法,建立了指向精度的分析模型,并以某一天线双轴定位机构为例进行指向精度... 详细信息

以星载天线双轴定位机构为对象,分析了其指向精度的影响因素,从传动误差、测量误差、安装误差以及热变形误差等方面,研究了各项精度影响因素的分析模型和计算方法,建立了指向精度的分析模型,并以某一天线双轴定位机构为例进行指向精度分析。

关键词：双轴定位机构指向精度精度影响因素精度综合分析

大型复杂航天器结构有限元模型的验证策略研究

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宇航学报 2010年第2期31卷 547-555页

作者：丁继锋韩增尧马兴瑞中国空间技术研究院总体部北京100094 中国航天科技集团公司北京100037

大型复杂航天器结构有限元模型的合理性和准确性在航天器研制过程中具有重要意义,它是开展星箭耦合分析以及力学环境条件设计等工作的基础。首先综合有限元建模、模态试验、相关分析和模型修正等技术构造了一套系统的航天器结构有限元... 详细信息

大型复杂航天器结构有限元模型的合理性和准确性在航天器研制过程中具有重要意义,它是开展星箭耦合分析以及力学环境条件设计等工作的基础。首先综合有限元建模、模态试验、相关分析和模型修正等技术构造了一套系统的航天器结构有限元模型试验验证策略;然后,针对我国新一代大型卫星平台——东方红四号卫星开展了整星有限元模型的试验验证研究,其中整星模态试验以及模型修正等研究工作属首次在东方红四号卫星平台上成功实施。修正后有限元模型对整星主模态频率预测误差小于5%,模态置信准则大于0.6,预示精度达到工程要求。

关键词：验证策略有限元模型模态试验相关分析模型修正东方红四号

航天器贮箱液固耦合振动特性的仿真与试验研究

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宇航学报 2014年第11期35卷 1233-1237页

作者：李青韩增尧马兴瑞中国空间技术研究院北京100094 中国国家航天局北京100048

首先介绍了解决液固耦合问题的两类数值理论和相应的仿真方法,在ANSYS和NASTRAN有限元分析软件平台上分别采用液体单元法和虚拟质量法建立起圆柱形充液容器的液固耦合模型,模态分析算例取得了与模态试验一致的结果,校验了两种仿真方法... 详细信息

首先介绍了解决液固耦合问题的两类数值理论和相应的仿真方法,在ANSYS和NASTRAN有限元分析软件平台上分别采用液体单元法和虚拟质量法建立起圆柱形充液容器的液固耦合模型,模态分析算例取得了与模态试验一致的结果,校验了两种仿真方法的有效性,并对比分析了它们的特点;最后采用虚拟质量法对"嫦娥三号"探测器贮箱进行了频率响应分析,并将分析结果与贮箱正弦振动试验结果进行了比对,分析预示有效地指导了工程试验。

关键词：嫦娥三号贮箱液固耦合

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振动试验力限条件设计复杂二自由度方法研究

宇航学报 2011年第1期32卷 1-6页

作者：李正举马兴瑞韩增尧中国空间技术研究院北京100094 中国航天科技集团公司北京100037

力限振动试验可以缓解振动"过试验"现象。计算力限条件是进行力限振动试验的前提。本文介绍了力限振动试验的基本原理,给出了计算力限条件的基本过程,详细推导了设计振动试验力限条件的复杂TDFS方法,为今后力限振动试验在国内的应用提... 详细信息

力限振动试验可以缓解振动"过试验"现象。计算力限条件是进行力限振动试验的前提。本文介绍了力限振动试验的基本原理,给出了计算力限条件的基本过程,详细推导了设计振动试验力限条件的复杂TDFS方法,为今后力限振动试验在国内的应用提供技术支持。

关键词：振动试验力限条件力限振动试验

Optimal investment, retirement, and life insurance with consumption ratcheting and time-inhomogeneous utility

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Science China mathematics 2025年

作者： Jie xing Jingtang ma School of Big Data Application and Economics Guizhou University of Finance and Economics School of mathematics Southwestern University of Finance and Economics

In this paper, we study a portfolio selection problem of an investor with a retirement option, who has possibility to buy life insurance and does not tolerate any decline in consumption. The agent's optimization problem can be viewed as a mixed singular control and optimal stopping problem with time-inhomogeneous utility functions. The closed-form optimal solution is not available in general. We use the dual control method to convert the original problem into two classes of optimal stopping problems in finite and infinite *** show that the optimal consumption strategy and the best retirement time depend on the free-boundary functions which satisfy Fredholm and Volterra integral equations. We derive the closed-form formulas for these two free boundaries for some special cases and develop numerical methods to solve the integral equations of the free boundaries for general cases.

关键词：

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非轴对称贮箱液体晃动的等效力学模型

宇航学报 2011年第2期32卷 242-249页

作者：李青马兴瑞王天舒清华大学航天航空学院北京100084 中国航天科技集团公司北京100037

针对非轴对称贮箱液体晃动问题,从一般意义上推导了作三维运动的任意三维贮箱内液体晃动的等效力学模型,采用有限元方法建立计算等效力学模型参数的数值算法,利用矩阵相似变换的性质分离液体零频以消除液体刚度矩阵的奇异性,从而将等效... 详细信息

针对非轴对称贮箱液体晃动问题,从一般意义上推导了作三维运动的任意三维贮箱内液体晃动的等效力学模型,采用有限元方法建立计算等效力学模型参数的数值算法,利用矩阵相似变换的性质分离液体零频以消除液体刚度矩阵的奇异性,从而将等效力学模型参数的计算归结为广义特征值问题和线性代数方程组的求解,具有较高的计算效率。通过非轴对称贮箱液体晃动的算例说明,不同的等效晃动方向可能不正交,晃动平面可能不过液体质心,因此非轴对称贮箱液体晃动的等效力学模型比轴对称贮箱液体晃动的更加复杂。最后以三棱柱形充液贮箱为例,采用商用CFD(计算流体动力学)分析软件FLOW-3D验证了在贮箱作典型三维运动时等效力学模型的有效性。

关键词：三维液体晃动等效力学模型有限元方法数值验证

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带挠性附件航天器的鲁棒姿态跟踪控制

宇航学报 2009年第3期30卷 974-981页

作者：李争学王本利马兴瑞哈尔滨工业大学卫星技术研究所黑龙江哈尔滨150080 中国航天科技集团北京100037

首先在时域上估计了挠性附件的振动对航天器姿态的影响力矩的界函数。该界函数的得到一方面无需知道附件参数的精确值,只需要知道参数的界限,另一方面仅利用了角速度和已知的振动控制信号,非常适用于无需模态坐标反馈的非线性姿态控制... 详细信息

首先在时域上估计了挠性附件的振动对航天器姿态的影响力矩的界函数。该界函数的得到一方面无需知道附件参数的精确值,只需要知道参数的界限,另一方面仅利用了角速度和已知的振动控制信号,非常适用于无需模态坐标反馈的非线性姿态控制器设计。然后把它用于带挠性附件航天器的姿态跟踪控制,所得控制器具有如下优良特性:(1)对系统参数不确定性鲁棒;(2)不需要模态坐标反馈,也不需要模态观测器;(3)能抑制一般的外干扰;(4)能与多种附件振动控制器相结合。数值仿真验证了控制器的有效性。

关键词：挠性航天器姿态控制鲁棒控制干扰抑制