航天器五自由度对接试验台动力学特性仿真

建立可靠完整的动力学模型是制定航天器五自由度对接试验台方案的理论基础。对航天器对接试验台的动力学建模问题进行了研究，建立了接触点的动态变约束方程、对接碰撞力模型，并应用牛顿一欧拉方法提出了五自由度下捕获阶段运动学模型。用MATLAB编写了捕获阶段的动力学仿真程序。给出了主、被动试验台运动范围及运动特性、作用力范围等仿真结果，为航天器五自由度对接试验台的实现方案提供了重要设计依据及参考。     

周边式对接机构航天器的对接动力学仿真（第1部分）—运动学约束方程

研究了两个带有周边式对接机构的航天器,在对接捕获的过程中,对接机构之间相互接触后,产生接触滑移时对接系统的运动学特性。根据对接机构的空间特点,引入矢量代数的概念,建立了对接机构之间接触滑移的运动约束方程,及其接触点在对接机构上的相对滑移速度方程。     

对接端口间相对运动耦合动力学建模

为提高对非合作目标在轨服务任务的成功率,本文建立了两航天器交会过程的非质心点间耦合相对运动动力学模型。从传统点质量相对运动模型入手,考虑两航天器相对姿态运动和服务航天器绝对姿态运动产生的耦合作用,建立对接端口间的耦合动力学模型。分析耦合作用的种类：航天器所受外力矩产生的动力学耦合;相对姿态四元数、相对姿态角速度和服务航天器绝对姿态角速度产生的运动学耦合。最后设计了滑模控制器,实现对接端口间无碰撞安全对接。数学仿真证明,该耦合作用在交会接近过程中具有显著影响,因此不可被忽略。     

基于增广拉格朗日方法的多柔体动力学研究

采用绝对节点坐标方法研究了受非线性约束的大变形多柔体系统动力学问题.基于增广拉格朗日方法推导建立了系统的动力学方程.方程中的未知变量数目与约束方程数目无关,仅以广义位置为基本变量进行求解.采用不变矩阵法计算系统弹性力,引入Broyden拟牛顿法大大提高了求解效率.系统仿真结果表明了所用方法的有效性.     

某型航天器对接控制过程的建模与仿真研究

研究了航天器与空间站对接过程的建模与控制问题。建立包括质心运动、刚体姿态运动和挠性结构弹性振动的对接系统的全面运动数学模型，分析了对接控制中需要注意的几个问题和具体的控制方案，最后通过计算机仿真说明了该控制方案的有效性。     

大型装置起竖过程的动力学建模研究

以液压驱动的大型机械装置起竖过程仿真的应用背景，运用多体系统动力学理论，研究了起竖系统动力学建模问题，基于R－W公式和刚体切割方法，建立了起竖系统的多刚体动力学方程和约束方程，以集中参数法建立了液压系统的动态特性方程，通过只压缩弹簧力和阻尼力构成的碰撞力计算公式，对多级缸活塞杆伸出中的碰撞过程进行了描述，最后，给出了部分仿真计算结果，表明了所建立模型的有效性。     

基于虚拟样机的航天器对接转动模拟装置仿真研究

综合了计算多体动力学、计算结构力学、碰撞理论等多学科的知识，在ADAMS／Solver平台上建立了航天器对接试验台滚转和俯仰转动模拟装置对接过程可视化动力学虚拟样机模型，建模过程中实现了UG—MATLAB—ADAMS—ANSYS的仿真环境相互集成。利用软件的各自优势完成了转动模拟装置的动力学特性分析；研究了关键性能参数如轴承摩擦系数对整个装置工作性能的影响。数学仿真和虚拟动态仿真的相ghz,~g-L明仿真结果是可信的。虚拟仿真结果验证了初始设计的可行性，确立了在物理样机设计中需要考虑的要点，为进一步的转动模拟装置的优化设计提供了设计依据。此外还解决了ADAMS仿真中轴承模拟等问题。     

单边约束动力学模型数值仿真中的误差修正方法

针对接触、碰撞等单边约束动力学模型数值仿真中存在的计算误差及约束违约问题,提出了一种误差投影修正方法进行补偿。在利用线性规划模型刻画单边约束动力学行为的基础上,建立了描述接触和碰撞问题的混合线性互补动力学模型,推导出该动力学模型的数值仿真方法。为了减少数值仿真过程中的计算误差以及由此引起的约束违约现象,以双边约束方程为基础,建立一种投影修正算法来修正动力学方程数值求解中的位置和速度误差,进而提高单边约束动力学模型的数值求解精度。通过一个算例验证了修正算法的有效性,结果表明该修正方法能够有效地提高单边约束动力学模型数值仿真的精度。     

基于Matlab的交会对接全数字仿真系统

以月球轨道交会对接为背景,构建了仿真系统的总体框架.对交会对接系统的动力学、导航以及控制等部分进行了详细建模和设计,并基于此,建立了月球轨道交会对接系统的Simulink模型.设计了交会对接仿真系统的用户交互界面及3D动态演示,使仿真系统操作简捷、直观.全数字仿真系统可用于月球轨道交会对接任务的前期验证.进一步,利用其改进的模型进行了交会对接半物理仿真实验.实验结果说明了惯性-视觉组合导航的有效性和数字仿真系统良好的移植性.     

航天员交会对接模拟训练仿真关键技术研究

交会对接飞行任务中,需要建立手控专项训练器对航天员进行训练.针对任务背景需要,研究建立了对接训练仿真中关键的轨道动力学模型、控制机构模型、测量机构模型以及GNC模型;进行了模型误差、解算误差和响应延迟等引起的天她—致性仿真偏差分析探讨,提出了解决方法.应用文中模型和误差解决方法建立的训练系统,分别进行了自主和人控模式下试验,结果表明满足训练设计指标要求,可作为工程实现重要参考.     

Nonsmooth Equations of K-T Systems for a Constrained Minimax Problem

1 .INTRODUCTIONTheconstrainedminimaxproblemplaysanimportantroleinoptimizationsinceithasmanyapplicationsinengineering,systemanalysis,managementscienceandsoon .Therearemanypublicationsdealingwiththisproblem .Inthepresentpaper,weintendtoex plorethenonsmoothequationapproachtosolvetheconstrainedminimaxproblem (P2 )below .Thatis,wefirsttransformthisproblemintoanequivalentsystemofthenonsmoothequation ,thenusegeneral izedNewtonmethodstosolvethenonsmoothequa tion .Wenowconsiderthenonlinear progra…     

多元精馏体系仿真中的问题及对策

多元精馏体系是典型的多变量系统,而且各变量之间关联严重,对其进行动态建模和仿真,协调各变量之间的关系,有利于先进控制的实施,因为其动态机理模型十分复杂,在其系统建模、模型求解、仿真平台的开发中存在较多的问题,针对这些问题,从实际应用和机理分析出发,将模型中重要状态变量温度的代数方程表达式替换为微分方程形式,更好的反映了精馏塔的动态特性,合理选择了系统模型和微分方程的求解方法,并进行了探讨,开发了与之对应的基于MATLAB/SIMULINK的乙烯精馏塔动态仿真平台,并取得了较好的仿真效果,提高了计算效率而且计算精度合理。     

磁轴承柔性转子系统动力特性建模与优化仿真

建立了电磁轴承柔性有质转子系统计入陀螺、阻尼、轴－径向动力耦合及机械－电磁－控制系统耦合等影响的动力特性分析计算数学模型，导出了多变量控制系统的标准化系统矩阵向量方程。以系统仿真响应为目标，通过复合寻优方法实现了系统最佳工作区（点）的求解。对优化仿真结果与试验现场调试结果进行了对比分析。     

服务航天器超近程逼近目标的相对姿轨耦合控制

针对服务航天器超近程逼近目标的相对姿态轨道耦合控制问题,推导了耦合动力学模型并设计了相应控制律。通过引入描述相对运动构型变化的期望相对位置矢量和位置误差矢量,将相对轨道跟踪控制问题转化为调节器的设计问题。推导了考虑对接机构安装位置的相对姿态轨道耦合动力学模型。利用李雅普诺夫稳定性理论,设计了考虑未知有界干扰的相对姿态轨道耦合控制律。考虑控制输入受限进行数学仿真,结果表明所设计的控制律是有效的,并具有较好的性能。     

水下航行器制导仿真系统多任务调度方法

介绍了一种水下航行器仿真新方法，讨论了水下航行器的动力学模型，控制和导引方程，并详细描述了多任务库所／变迁模型，我们对合并和分叉模型进行了修改，使多任务系统可以方便地通过操作系统管理程序进行调度，最后给出了一些仿真结果，表明所采用的方法是有效的。     

复杂液压系统动态特性仿真中的刚性问题研究

针对复杂液压系统动态特性仿真中出现的刚性问题，从基本波压元件的建模入手研究了降低系统模型刚性问题的方法。基于里兹近似法，从分布参数模型出发得到了液压管路的精确近似的集中参数模型；引入了分段的阀口流量计算公式，解决了传统紊流流量方程存在奇点的问题；采用迭代计算、模型降阶和线性化处理的方法，避免了小液压容腔和小阀芯质量引入系统模型时带来的刚性问题。     

多管武器系统密集度仿真技术

多管火箭密集度仿真是提高多管火箭射击密集度和减少多管火箭试验用弹量的前提。从武器系统弹、炮、药、环境一体化的角度,对多管火箭武器发射动力学进行了深入的理论和试验研究,建立了多管火箭武器刚弹耦合的多体系统发射动力学方程,应用多体系统传递矩阵法,实现了多管火箭动力响应分析,利用蒙特卡洛方法建立了多管武器系统密集度仿真技术。实例对某多管火箭武器系统密集度和减少多管火箭武器试验用弹量的优化方案的密集度进行了数值仿真,仿真结果得到了试验验证。