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卫星编队飞行中Lawden方程的误差分析

工程力学 2006年第12期23卷 188-192页

作者：崔海英李俊峰高云峰清华大学航天航空系清华大学航天航空系北京100084

从Lawden方程的建立着手,分析了方程的模型误差。通过对Lawden方程与数值积分两种方法得到的相对轨迹进行比较,指出了Lawden方程解的非周期性,以及为满足解的周期性而选取的初始条件是一个与满足长期编队条件没有必然关系的强制条件。... 详细信息

从Lawden方程的建立着手,分析了方程的模型误差。通过对Lawden方程与数值积分两种方法得到的相对轨迹进行比较,指出了Lawden方程解的非周期性,以及为满足解的周期性而选取的初始条件是一个与满足长期编队条件没有必然关系的强制条件。并通过计算从星能量变化确定方程解的精度,提出了通过约束相对轨迹的大小来保证设计精度这一控制误差的方法。仿真结果证明了方法的正确性。

关键词：航天器飞行力学卫星编队飞行 Lawden方程模型误差相对轨迹周期性解

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椭圆参考轨道的卫星编队队形保持控制设计

工程力学 2007年第4期24卷 147-151页

作者：崔海英李俊峰高云峰清华大学航天航空系清华大学航天航空系北京100084

以Lawden方程作为动力学模型,建立状态方程,利用线性二次型性能指标最优控制(LQR)对卫星编队队形进行保持控制。首先对近地轨道的主要摄动J2项摄动和大气阻力摄动进行描述,得到了影响编队队形的相对摄动的表达式。然后通过合理的选择控... 详细信息

以Lawden方程作为动力学模型,建立状态方程,利用线性二次型性能指标最优控制(LQR)对卫星编队队形进行保持控制。首先对近地轨道的主要摄动J2项摄动和大气阻力摄动进行描述,得到了影响编队队形的相对摄动的表达式。然后通过合理的选择控制加权矩阵R,用无约束的线性二次型优化方法解决了电推力火箭有控制约束的优化问题。仿真结果表明,这种控制方法是有效的。

关键词：航天器飞行力学卫星编队飞行 Lawden方程队形保持 LQR 相对摄动

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卫星编队自主队形控制

宇航学报 2007年第5期28卷 1138-1141页

作者：刘辉李俊峰清华大学航天航空系北京100084

为了实现高精度的卫星编队飞行,提出了一种基于主从结构的协同控制方法-自主队形控制法。在主星变轨的过程中,卫星编队的队形可以保持不变。文中介绍了该控制法的设计思想,给出了实现结构图,并详细的分析了该方法优缺点。通过算例验证... 详细信息

为了实现高精度的卫星编队飞行,提出了一种基于主从结构的协同控制方法-自主队形控制法。在主星变轨的过程中,卫星编队的队形可以保持不变。文中介绍了该控制法的设计思想,给出了实现结构图,并详细的分析了该方法优缺点。通过算例验证了自主队形控制法的可行性。

关键词：编队飞行队形控制协同控制

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航天器姿态和振动的拉索控制模型

清华大学学报（自然科学版） 2005年第11期45卷 1498-1501页

作者：郭铁能陆秋海葛东云任革学清华大学航天航空学院航天航空系北京100084

在工程中,航天器的姿态控制和柔性部件振动控制一般采用分开设计和分时段执行,这样增加了航天器的控制时间。该文采用拉索结构作为控制作动器,用模态叠加法对航天结构模型进行刚柔耦合建模,并用线性二次型最优控制方法设计一个控制算法... 详细信息

在工程中,航天器的姿态控制和柔性部件振动控制一般采用分开设计和分时段执行,这样增加了航天器的控制时间。该文采用拉索结构作为控制作动器,用模态叠加法对航天结构模型进行刚柔耦合建模,并用线性二次型最优控制方法设计一个控制算法,对航天器姿态及其柔性部件同时进行控制。仿真结果显示,航天结构在各种激励下产生的姿态漂移和柔性附件振动同时得到了快速稳定的抑制。针对拉索控制的特点,分析了拉索的支座反力对控制系统的影响。结果表明,在结构建模中如果不考虑支座反力,将会导致控制系统不稳定。

关键词：刚柔耦合拉索控制最优控制

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航天器快速姿态机动的力矩陀螺控制

宇航学报 2006年第1期27卷 113-116,125页

作者：刘辉李俊峰清华大学航天航空系北京100084

考虑一类要求快速、连续的姿态机动控制任务,设计了大角度姿态机动的力矩陀螺操纵律。针对陀螺群构型非奇异情况,考虑陀螺框架角速度上限要求,设计了基于∞范数的力矩陀螺操纵律。为了实现快速的姿态机动衔接,提出了基于参考构型的方法... 详细信息

考虑一类要求快速、连续的姿态机动控制任务,设计了大角度姿态机动的力矩陀螺操纵律。针对陀螺群构型非奇异情况,考虑陀螺框架角速度上限要求,设计了基于∞范数的力矩陀螺操纵律。为了实现快速的姿态机动衔接,提出了基于参考构型的方法,并通过引入零运动实现。设计了力矩陀螺操纵律的求解算法,给出了参考构型法的解析解。仿真结果表明,该操纵律可适用于快速、连续的姿态机动控制。

关键词：单框力矩操纵律姿态控制最优控制

颗粒在气固两相圆湍射流近场截面对气相的影响

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清华大学学报（自然科学版） 2005年第8期45卷 1088-1090页

作者：崔金雷王希麟容易清华大学航天航空系北京100084

为探讨气固两相射流中不同粒径颗粒对气相的作用,用激光粒子动态分析仪(PDA)测量气固两相圆湍射流中X/D=5截面上的气相流动参数,并与相同出口速度的单相射流做比较。喷口直径为20mm,气相出口Re=13600。采用了从50μm到300μm之间6种不... 详细信息

为探讨气固两相射流中不同粒径颗粒对气相的作用,用激光粒子动态分析仪(PDA)测量气固两相圆湍射流中X/D=5截面上的气相流动参数,并与相同出口速度的单相射流做比较。喷口直径为20mm,气相出口Re=13600。采用了从50μm到300μm之间6种不同平均粒径的玻璃微珠作为颗粒相。结果表明:粒径较小的粒子对气相轴向时均速度沿径向衰减的延迟作用较强,对气相轴向和径向湍流度的削弱幅度较大。粒径较大的粒子能增强轴心附近气相轴向湍流度。

关键词：两相流射流粒子动态分析仪(PDA)

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基于模仿学习的机动目标拦截强化学习制导律

北京航空航天大学学报 2025年

作者：任乐亮鲜勇刘振宇张大巧李冰李少朋火箭军工程大学导弹工程学院跨域飞行交叉技术实验室火箭军工程大学作战保障学院清华大学自动化系

机动突防技术的发展对拦截制导律性能提出了更高的要求。为提高机动目标拦截概率、降低能量消耗、提升算法鲁棒性，提出了“基于模仿学习末制导律模型→基于强化学习的末制导律进化模型”的梯次智能制导框架。以拦截碰撞三角为基础，建... 详细信息

机动突防技术的发展对拦截制导律性能提出了更高的要求。为提高机动目标拦截概率、降低能量消耗、提升算法鲁棒性，提出了“基于模仿学习末制导律模型→基于强化学习的末制导律进化模型”的梯次智能制导框架。以拦截碰撞三角为基础，建立机动目标和拦截器三维不确定对抗模型；采用模仿学习方法挖掘比例导引规律，为后续强化学习制导律学习提供良好的初始策略；建立了马尔可夫决策模型，并设置包含能量消耗的过程奖励和包含“过渡段”的“软”终端奖励模型，利用近端策略优化算法充分探索高性能拦截策略。蒙特卡罗仿真结果表明：新型制导律鲁棒性好、稳定性高，实现了比传统制导算法更高的拦截概率和更低的能量消耗，且单次决策耗时仅0.32 ms，具有一定的工程应用价值。

关键词：模仿学习深度强化学习拦截机动目标近端策略优化碰撞三角

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速度估计模型在大涡模拟中的应用

计算力学学报 2007年第6期24卷 746-750页

作者：杨小龙符松清华大学航天航空学院北京100084 清华大学航天航空学院

介绍了速度估计模型的基本思想及其在物理空间的实现。速度估计模型依靠湍流大尺度的非线性作用估计出小尺度,从而可直接求解亚格子应力项而不需要额外的模型。本文采用该模型对不同雷诺数下的各向同性衰减湍流进行了模拟,并与直接数值... 详细信息

介绍了速度估计模型的基本思想及其在物理空间的实现。速度估计模型依靠湍流大尺度的非线性作用估计出小尺度,从而可直接求解亚格子应力项而不需要额外的模型。本文采用该模型对不同雷诺数下的各向同性衰减湍流进行了模拟,并与直接数值模拟、理论分析和其他亚格子模型的大涡模拟结果进行了比较。也初步考察了网格分辨率、不同精度的紧致格式对大涡模拟结果的影响。

关键词：速度估计模型大涡模拟亚格子模型湍流

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面齿轮副扭转振动建模与分析

清华大学学报（自然科学版） 2018年第10期58卷 888-898页

作者：冯光烁黄旭东兰旭东周明清华大学航天航空学院

面齿轮副在航空领域和汽车领域具有重要的应用前景。扭转振动问题是面齿轮副的核心问题之一。该文研究了面齿轮副扭转振动的建模与分析方法。建立了单输入单输出面齿轮副扭转振动模型，该模型包含非对称时变啮合刚度、间隙非线性、静态... 详细信息

面齿轮副在航空领域和汽车领域具有重要的应用前景。扭转振动问题是面齿轮副的核心问题之一。该文研究了面齿轮副扭转振动的建模与分析方法。建立了单输入单输出面齿轮副扭转振动模型，该模型包含非对称时变啮合刚度、间隙非线性、静态传动误差等因素。基于加载接触分析，提出面齿轮副扭转啮合刚度的计算方法，并对某型面齿轮副的非对称时变啮合刚度进行了计算。通过与Abaqus有限元动力学计算结果进行对比，验证了扭转振动模型的有效性。基于所建立的模型，分析了面齿轮副设计状态时的动态特性，研究了啮合刚度、啮合间隙、静态传动误差、扭矩波动等因素对面齿轮副动态特性的影响，以及面齿轮副蕴含的非线性动力学响应。结果表明：所提出的面齿轮副扭转振动建模方法是有效的，所建立的模型能够用于研究面齿轮副的啮合特性、动态特性，指导以及校核面齿轮副的设计。

关键词：面齿轮扭转振动非对称时变啮合刚度啮合间隙静态传动误差