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柔性板的时滞H_∞控制的理论与实验研究

力学学报 2011年第6期43卷 1043-1053页

作者：赵童陈龙祥蔡国平上海交通大学工程力学系海洋工程国家重点实验室上海200240

以柔性板为对象,开展时滞H_∞控制的理论与实验研究.首先给出柔性板的时滞动力学方程;然后利用Lyapunov-Krasovskii泛函和自由权矩阵法,推导了闭环时滞系统渐近稳定的矩阵不等式;进而根据该矩阵不等式采用参数调节法及遗传算法,研究了... 详细信息

以柔性板为对象,开展时滞H_∞控制的理论与实验研究.首先给出柔性板的时滞动力学方程;然后利用Lyapunov-Krasovskii泛函和自由权矩阵法,推导了闭环时滞系统渐近稳定的矩阵不等式;进而根据该矩阵不等式采用参数调节法及遗传算法,研究了如下两类控制设计问题:已知控制律求解最大稳定时滞量,已知最大稳定时滞量求解H_∞控制律;最后对理论研究成果进行了数值仿真和实验验证.结果显示,获得的H_∞控制律能够有效地抑制板的弹性振动,所确定出的保证系统稳定性的时滞区间更接近实际情况.

关键词：柔性板主动控制矩阵不等式时滞实验

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时滞反馈控制的若干问题

力学进展 2013年第1期43卷 21-28页

作者：蔡国平陈龙祥上海交通大学工程力学系海洋工程国家重点实验室上海200240

近几十年来,时滞系统动力学的研究得到了众多学者的大量关注,研究者在时滞系统的稳定性、非线性、辨识、时滞消除与利用技术等方面做了大量研究,取得了许多成果.本文主要介绍作者十多年来在时滞系统动力学方面的研究成果,包括时滞辨识... 详细信息

近几十年来,时滞系统动力学的研究得到了众多学者的大量关注,研究者在时滞系统的稳定性、非线性、辨识、时滞消除与利用技术等方面做了大量研究,取得了许多成果.本文主要介绍作者十多年来在时滞系统动力学方面的研究成果,包括时滞辨识、两种基于时滞方程的控制律的设计方法、时滞鲁棒控制律的设计、时滞正反馈控制技术、非线性结构时滞控制律的设计、时滞实验等内容.

关键词：时滞反馈控制研究进展

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基于加速度信号的柔性板的挠性参数辨识

力学学报 2014年第1期46卷 128-135页

作者：谢永刘盼蔡国平上海交通大学工程力学系海洋工程国家重点实验室上海200240

以柔性板为对象,开展了结构挠性参数辨识技术的研究.给出了一种基于加速度信号输出的特征系统实现算法的计算格式,基于粒子群优化算法给出了加速度传感器在柔性板上的优化位置.仿真结果显示,粒子群方法能够有效地确定出传感器在板上的... 详细信息

以柔性板为对象,开展了结构挠性参数辨识技术的研究.给出了一种基于加速度信号输出的特征系统实现算法的计算格式,基于粒子群优化算法给出了加速度传感器在柔性板上的优化位置.仿真结果显示,粒子群方法能够有效地确定出传感器在板上的优化位置,特征系统实现算法能够有效地辨识出结构的挠性参数.

关键词：柔性板参数辨识加速度信号

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考虑铰摩擦的柔性太阳阵展开动力学研究

力学学报 2014年第6期46卷 957-970页

作者：段柳成李海泉刘晓峰蔡国平上海交通大学工程力学系海洋工程国家重点实验室上海200240

研究了空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学问题.基于Jourdain速度变分原理和单项递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用虚功率原理推导了铰摩擦对系统动力学方程的贡献.在以上动... 详细信息

研究了空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学问题.基于Jourdain速度变分原理和单项递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用虚功率原理推导了铰摩擦对系统动力学方程的贡献.在以上动力学模型中引入3-D鬃毛摩擦模型来研究铰链的摩擦特性对太阳阵展开动力学的影响.所建动力学模型的正确性通过与商业软件ADAMS和NASTRAN的联合仿真对比得到了验证,该模型能够有效地预测太阳阵的展开历程以及航天器姿态的动态行为.

关键词：柔性太阳阵展开动力学铰摩擦单向递推组集虚功率原理

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航天器太阳阵的刚柔耦合动力学与控制研究

振动工程学报 2015年第5期28卷 770-777页

作者：段柳成李海泉刘晓峰蔡国平上海交通大学工程力学系海洋工程国家重点实验室上海200240

对空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学与控制问题进行较为全面的研究。基于Jourdain速度变分原理和单向递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用模糊自适应PD控制方法对航天器本体... 详细信息

对空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学与控制问题进行较为全面的研究。基于Jourdain速度变分原理和单向递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用模糊自适应PD控制方法对航天器本体的姿态扰动进行主动控制。通过对考虑柔性效应的太阳阵展开与锁定过程的数值仿真,较好地预测了太阳阵展开历程及航天器本体姿态扰动情况。另外,通过采用模糊自适应PD控制方法与传统PD控制方法进行仿真比较,验证了该控制方法对航天器姿态控制的有效性。

关键词：刚柔耦合动力学太阳阵单向递推组集模糊自适应PD控制 ADAMS

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考虑界面转角自由度的频域子结构法研究

振动工程学报 2011年第3期24卷 323-326页

作者：吴仕超蔡国平上海交通大学工程力学系海洋工程国家重点实验室上海200240

采用Jetm undsen频域子结构法,针对空间刚架结构的综合进行了数值仿真,研究了界面自由度的完整性对于综合结果的影响,讨论了一种间接获取转角自由度相关频响函数信息的方法。仿真结果显示,频域子结构综合法能够有效地预报结构的动力学性... 详细信息

采用Jetm undsen频域子结构法,针对空间刚架结构的综合进行了数值仿真,研究了界面自由度的完整性对于综合结果的影响,讨论了一种间接获取转角自由度相关频响函数信息的方法。仿真结果显示,频域子结构综合法能够有效地预报结构的动力学性能,而通过引入间接获取的转角自由度的频响信息能在一定程度上改善预报质量。

关键词：刚架结构频域子结构法界面转角自由度模态分析

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捆绑式运载火箭的模型降阶

宇航学报 2010年第5期31卷 1317-1321页

作者：章敏蔡国平上海交通大学工程力学系海洋工程国家重点实验室上海200240

以捆绑式运载火箭为对象,开展了先局部、后整体的两步模型降阶研究,其中局部降阶法采用模态综合技术,整体降阶法采用模态价值分析方法,最后通过数值仿真验证了本文所提出的两步降阶方法的有效性。

关键词：运载火箭模型降阶模态综合法模态价值分析方法

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潜射导弹尾部燃气后效建模及数值模拟

弹道学报 2009年第4期21卷 6-8页

作者：李杰鲁传敬上海交通大学工程力学系上海200240 海洋工程国家重点实验室上海200030

利用Rayleigh-Plesset方程,建立了等压球状尾泡模型,分析了尾泡的泡内压力变化.通过尾泡方程与导弹运动方程的联合求解,讨论了燃气泡对垂直发射潜射导弹弹道轨迹的影响.结果表明,导弹在出筒后,由于环境压力的变化,尾部压强有小幅波动,... 详细信息

利用Rayleigh-Plesset方程,建立了等压球状尾泡模型,分析了尾泡的泡内压力变化.通过尾泡方程与导弹运动方程的联合求解,讨论了燃气泡对垂直发射潜射导弹弹道轨迹的影响.结果表明,导弹在出筒后,由于环境压力的变化,尾部压强有小幅波动,随着尾泡尺寸的减小,波动周期越来越短,与试验测量结果吻合较好.

关键词：潜射导弹水弹道燃气后效

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大攻角水下航行体侧面空化特性的数值分析

弹道学报 2011年第1期23卷 45-49页

作者：陈瑛鲁传敬郭建红曹嘉怡上海交通大学工程力学系上海200240 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

为了考察水下航行体在大攻角下出现的侧面空化现象,建立了基于输运方程型空化模型和非线性涡粘湍流模式的空泡流数学模型和数值算法,自主开发了适用于复杂流场的三维空泡流计算程序,对水下航行体空泡流进行了数值模拟.计算得到了与试验... 详细信息

为了考察水下航行体在大攻角下出现的侧面空化现象,建立了基于输运方程型空化模型和非线性涡粘湍流模式的空泡流数学模型和数值算法,自主开发了适用于复杂流场的三维空泡流计算程序,对水下航行体空泡流进行了数值模拟.计算得到了与试验一致的空泡形态,模拟出了实验所发现的大攻角航行体侧面空化的现象及其变化规律.航行体横截面内速度分布及表面压力分布的定量分析结果表明,在大攻角条件下侧面空化攻角增大到一定程度时,横向速度分量足够大将导致空化区范围剧烈增大,侧面空泡突然爆发.

关键词：水下航行体空泡攻角数值模拟