Coning motion instability of spinning missiles induced by hinge moment-2
变结构航天器动力学特性在轨辨识方法综述

d e n t i f i e a t i o n o f d y na mi c c ha r a c t e r i s t i c s i s de s c r i be d . The n, a p pl i c a b i l i t y o f i d e nt i f i c a t i o n a l go — r i t h ms i s a na l y z e d a n d e v a l ua t e d.M o r e o ve r,r e s t r i c t i o ns o n a pp l i c a t i o n of o n— o r bi t i d e n t i f i c a t i on
法Z - 程 应 用的条件 。最后 , 对航 天 器质 量特 性和模 态参数在 轨辨 识方 法 的应 用进 行 了总 结 , 可 为动
力学特 性在轨 辨识 方 法在我 国未来 大型 变结构航 天 器 中的应 用提 供参 考 。 关键 词 变结构航 天 器 ; 动 力 学特 性 ; 在 轨辨 识
p a r a me t e r .The wo r k c a n p r ov i de a n e ng i ne e r i ng a pp r oa c h a nd r e f e r e nc e t o f ur t h e r a pp l i c a t i o n o f o n — or b i t i de nt i f i c a t i o n o f dy n a mi c c ha r a c t e r i s t i c s f o r l a r ge v a r i a bl e s t r u c t ur e s p a c e c r a f t i n Ch i na .
某型末制导炮弹惯导陀螺动力学分析与仿真

推 导 出来 的[ , 3 并不 能直 接反应 惯 导陀螺 内外框 摆 动 的动 力学 规律 . ] 因此 本文 运用动 量矩 定理 [ 分析 陀螺 内 4
g r , hrl mpo igMal / i l ksfwaet r u epo e u e cluainwa ar do t yo t i ye lyn t b Smui ot r owoko t h r cd r , ac lt s ri u. d a n t o c e
N o 2 1 v. 01
某 型 末 制 导炮 弹惯 导 陀螺 动力 学分 析 与 仿 真
刘 炳辰 宋 卫东 寇 玺 文 海 波 , ,
,
( . 械 工 程 学 院 火 炮 工 程 系 , 北 石家 庄 0 0 0 ;. 国人 民解 放 军驻 八 四五 厂 军事 代 表 室 , 1军 河 5032中 陕西 户 县 3 中国 人 民解 放 军 30 部 队 高炮 教 研 室 , 苏 徐 州 2 10 ) . 79 9 江 2 04
70 0 ; 13 2
摘 要 : 目前 国 内外 学者将 惯导 陀螺连 同末 制导 炮弹 弹体视作 单 刚体 来研 究 , 于惯导 陀螺 内外框摆 动 对 角的确 定是 通过 弹体 坐标 系、 导 陀螺 坐标 系和 地面 坐标 系之 间的转换 关 系推 导 出来的 , 不能 直接反 应惯 惯 并 导 陀螺 内外框摆 动 的动 力学规律 . 了揭 示惯导 陀螺 内外框 摆动 角 变化的 内在 规律 , 到 多刚体 条件 下末 制 为 得 导 炮弹 角运动模 型 , 首先进 行基 本假设 、 立 坐标 系, 次运 用动 量矩 定理 对 内外框摆 动进行 分析 , 立 了 内 建 其 建 外框摆 动 角的动 力 学模 型 , 次应 用 Malb Smuik软 件编 制 程序 , 该数 学模 型 进行 了仿 真计 算 , 终 再 t /i l a n 对 最
空天飞行器再入过程中关键热结构的热分析

c ro b r eno c dsl o abd C SC) sa d a tr l rtep mayh t t cueo —nr ab nf e if re ic nc rie( / i i nie l i r i mae a h r r o r tr f e t i f o i su e r y
1 前言
可 重复 使用 空天 飞行 器是 新一 代天 地往 返运 输 系统 的发 展方 向,对 于 降低 空问运 输成 本具 有 重要 的意 义 。空天 飞行 器设 计 中, 防热结 构与 材料 是其 中的关键 技 术之 一 。防热 一结构一 体 化 设计 ,要求 未来 空天 飞 行器 的关键 热 结构 能够 同 时满足 防热 和承 载 的需要 ,即要 求材 料在 高 温 下仍 具有 良好 的性 能 。新型 的碳 纤维增 韧 碳化硅 基 ( /i C SC)复合材 料 在高 温下 具有较 高 的 比
沈玲玲 吕国志 姚磊江
( 西北 _= 大 学 航 窄 学 院 ,西 安 70 7 ) _业 『 10 2
摘 要 :可重复使用的空天飞行 器再 入过程 中关键热结构的热分析可为结构设计、选材等提供参考依 据 。本文针对令 CSC复合材料襟翼结构,考 虑传 导与辐射耦合换热 ,建立了其再入过程热分析的有 /i 限元模型 。由仃 限元计算结果 的分析发现:辐射换热在整个温度场中起主导作用,并且对于采用防热
s c e ce. pa e v hil Ke y wor :r e r p c hcl t r a nayss fni e e t r d ai n; C/ C ds e—nt s a eve i e; he y m la l i; i t elm n ; a i to e Si
维普资讯
SA349/2旋翼气动弹性稳定性的动力学多目标优化

因素众 多 , 及 到 空气 动 力 学 与 噪 声 、 力 学 与 结 构 、 涉 动 振动与 控制等 各类学 科 的知 识 和各 学科 间的耦 合 。传 统的工 程设计 方 法 往 往需 要 反 复进 行 , 花 费 时 间又 既
不 经济 , 以致要 拖延周 期 。上 世纪 8 0年代 以来 迅速 发 展 的优化 技术 为直升机 旋 冀气 动 弹性 动 力学 设计 指 明 了方 向 , 采用优 化方法 能缩 短研 制 周 期 , 不需 反 复修 改
振 第2 9卷第 8期
动
与
冲
击
J OURNAL OF VI RAT ON AND S B I HOCK
S 39 2旋翼气 动 弹性 稳 定性 的动 力 学 多 目标优 化 A 4/
刘 勇 王红州 , ,孙 壮 ,张呈林
20 1 10 6 10 6 ) 50 6
(. 1 南京航空航天大学 直 升机旋翼动力学 国家重点实验室 , 南京 2 中国人民解放军驻一二二厂军事代表室 , . 哈尔滨
本 文通 过 对 旋 翼 挥 舞 一摆 振 运 动 微 分 方 程 的 分
型 减 少 5 9 ~ . % 的 多 目标 优化 结 果 , 化性 能 良好 。 .% 7 1 优
关键词 :气动 弹性稳定性 ; 响应 面模型 ; 旋翼桨 叶; 敏度分析 ; 拟退火算法 ; 目标优化 灵 模 多
中图 分 类 号 :V 1. 7 V 1 . 2 14 :2 4 1 文 献 标 识 码 :A
化算法是基于梯度计算 的序列线性规划法 (L ) S P 。结 果在 改变 桨叶尖 部边缘 尺寸 士 6mm一 m 时 , 以使 8m 可
升力 系数 提高 l% ~ 2 。 7 2%
导弹飞行力学

导弹飞行力学作业集——基于Matlab平台姓名:**学号:**********指导老师:***日期:2011/5/4sin cos sin sin (cos cos sin sin cos )sin cos cos sin cos cos (sin cos cos sin sin )cos cos sin cos y z V V y V z V V V V V y V z V V dVm P P X mg dt d mV P P Y Z mg dt d mV P P Y Z dt αββθθγαγαβγβγγθψθγαγαβγβγγ⎧=+--⎪⎪⎪=--+--⎨⎪⎪-=++++⎪⎩212121100cos cos sin cos cos 0()(,)0cos sin sin cos cos sin sin 0sin cos sin 0cos sin cos sin (cos cos sin TTx x T Ty V y V V y V V z z z y zV P P P L L P P P P P P P αβααβγαβγγαβααβγγββαββγαγ⎡⎤⎡⎤⎡⎤-⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦+=-sin cos )sin cos (sin cos cos sin sin )cos cos V y V z V V y V z P P P P αβγβγαγαβγβ⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥++⎣⎦*1cos sin sin cos cos sin ()()0z B BB B z zB B z B mV P X mg mV P Y mg x V y V m m t t αδαθθαθθθδαφαα⎧=--⎪=+-⎪⎪=⎪⎪=⎨⎪⎪=-⎪⎪=-=⎪⎩ 一、试推导通过侧向喷管直接力0Tyz P P ⎡⎤=⎣⎦P 控制的导弹的质心运动方程。
依靠发射动能物体消除碎片撞击危险的航天器自卫技术

依靠发射动能物体消除碎片撞击危险的航天器自卫技术
蔡军
【期刊名称】《飞行器测控学报》
【年(卷),期】2007(026)006
【摘要】空间碎片在动能物体的撞击下可以改变轨道,这可用作保护大型航天器安全的一种应急措施,其中发射动能物体的瞄准方法是关键技术之一.本文首先简化Hill方程的解析解,在此基础上给出动能物体与空间碎片实现碰撞的相对运动方程,并进一步给出一种"线性化加修正"的初始速度方向求解算法.仿真表明,得出的初始速度方向可以满足对一定大小与距离的空间碎片的撞击要求,方法简便有效.
【总页数】6页(P24-29)
【作者】蔡军
【作者单位】国防科技大学·湖南长沙·410073
【正文语种】中文
【中图分类】V412.4
【相关文献】
1.航天器密封舱加筋壁板碎片撞击监测技术研究 [J], 王晓宇;张超;孙维;裘进浩;臧晓云
2.航天器对空间碎片撞击危害的被动防护技术 [J], 李清源
3.基于PVDF敏感器的空间碎片撞击航天器感知定位技术 [J], 黄洁;文雪忠;罗锦阳;罗庆;龙耀;任磊生;柳森
4.典型载人航天器密封舱结构空间碎片高速撞击声发射定位技术研究 [J], 贾东永;
刘治东;庞宝君;刘刚;赵铄;谷巍
5.航天器微米级空间碎片撞击特性数据库开发 [J], 杨继运; 马子良; 陈金刚
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隔转鸭舵式弹道修正弹双旋通道参数辨识
隔转鸭舵式弹道修正弹双旋通道参数辨识程杰;王晓鸣;于纪言;贾方秀【摘要】双旋弹概念为旋转稳定榴弹的智能化改造提供了新思路,解耦后前后级之间通过执行机构进行控制.为实现对控制内回路的高效设计和分析,建立双旋通道的动力学模型.该模型以准静态气动力和改进形式的LuGre摩擦之间的匹配关系预测鸭舵的运动.通过瞬态数值计算和动态风洞试验获取气动力和摩擦的时域数据,利用最小二乘方法对模型的参数进行估计.研究结果表明:鸭舵的侧向力和滚转力矩分别受到相位角和滚转速率的影响,准静态气动力的估计精度在4×10-3以内;前后级之间的摩擦是轴向力和相对转速的函数,改进的LuGre模型对摩擦的估计能够满足工程需求.飞行试验中双旋参数的测试结果验证了双旋模型在全弹道过程中对鸭舵运动预测的可行性,为双旋修正弹的工况预测和控制系统设计提供了分析方法.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2016(037)010【总页数】8页(P1812-1819)【关键词】兵器科学与技术;弹道修正;双旋弹;外弹道;参数辨识【作者】程杰;王晓鸣;于纪言;贾方秀【作者单位】南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,江苏南京210094;中航工业沈阳飞机设计研究所,辽宁沈阳110035;南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,江苏南京210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,江苏南京210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TJ012.3+4双旋弹,即弹箭本体和执行机构之间在轴向进行滚转自由度的解耦,为弹丸的智能化改造提供了新思路,因而成为国内外的研究热点。
当操纵面采用固定式鸭舵时(即隔转鸭舵式),既保证了多次动作的前提,又大大简化了控制系统设计[1-3]。
但是,对系统的简化将依赖于对被控对象动力学特性的充分了解。
Regan等[4]率先提出隔转鸭舵式修正弹的概念,并从弹道层面论证了方案的高效可行性。
旋转惯导系统中的圆锥误差分析及其补偿
Ke y wor ds:i e ta na i a i n;r t ton i e ta vi a i ys e ;no o mu a e e r r o i d b dy; n r i v g to o a i n r ilna g ton s t m nc m t bl r o frgi o mulis mpl l rt t— a e a go ihm ;c ni g e r r c mpe s to o n ro o n a in
关 键 词 : 性 导航 ; 转 惯 导 系 统 ; 动 不 可 交 换 性 误 差 ; 子样 算 法 ; 惯 旋 转 多 圆锥 误 差补 偿 中 图 分 类 号 : 6 . U6 6 1 文献标识 码: A 文 章 编 号 : 0 52 l ( 0 2 0 — 1 9 0 10 —6 5 2 1 ) 20 5—6
i e t 1n vg t n s se (NS) i c to h rc e itco o ai n I S ( NS i dfe e tfo n ri a iai y t m 1 a o .S n e mo in c a a trs i fr t t N o RI ) S ifr n r m
( l g fAu o t n,Na j g Unv r i fAeo a tc Col eo tma i e o ni ie st o r n u is& Asr n u is n y to a t ,Na j g,2 0 1 ,Ch n ) c ni n 106 ia
Ab t a t Th o i g e r rc u e y n n o mu a l r o f i i o y r t to n i d o r o s i sr c : ec n n ro a s d b o c m t b ee r ro g d b d o a i n i o e k n fe r r n r s
考虑非线性摩擦的绳驱动连续体机器人动力学研究
2021年4月农业机械学报第52卷第4期doi:10.6041/j.issn.1000-1298.2021.04.041考虑非线性摩擦的绳驱动连续体机器人动力学研究齐飞1余世刚1高书苑1陈柏2吴洪涛2(1.常州大学机械与轨道交通学院,常州213016;2.南京航空航天大学机电学院,南京210016)摘要:针对连续体机器人因自身的柔顺性及自由度的冗余性所带来的运动建模复杂和控制精度较低等问题,提出了一种考虑非线性摩擦的绳驱动连续体机器人动力学建模方法。
基于凯恩方法构建了包含惯性力、弹性力、重力及驱动力作用的动力学模型,并根据改进的Capstan方程对绳轮传动系统的力传递特性进行分析,提出了一种基于非线性摩擦补偿的前馈控制策略,最后通过对单节连续体机器人进行仿真和运动实验来验证所建模型的正确性。
结果表明,所建立的运动模型和控制策略能够较为准确地描述连续体机器人的变形特性。
”关键词:连续体机器人;动力学模型;传动摩擦;凯恩方法中图分类号:TP242文献标识码:A文章编号:1000-1298(2021)04-037549OSID:|Dynamic of Cable-driven Continuum Robot withNonlinear Friction ModelQI Fei1SHE Shigang1GAO Shuyuan1CHEN Bai2WU Hongtao2(1.School of Mechanical Engineering and Rail Transit,Changzhou University,Changzhou213016,China2.College of Mechanical and Electrical Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing210016,China)Abstract:According to the complexity of motion modeling and low control accuracy of the continuum robot due to its flexibility and redundancy of freedom,a dynamic modeling method of the cable-driven continuum robot with nonlinear friction was proposed.Firstly,the kinematics model of the continuum robot was derived to analyze the relationship between the end pose and joint parameters,and the velocity kinematics model was presented for the convenience of mechanical analysis.Then,a dynamic model with considering of the inertial force,elastic force,gravity force and driving force,was established based on the Kane's method to analyze the mapping relationship between its motion and the force applied to the robot.Moreover,the force transmission characteristics of the cable—pulley system were analyzed by the improved Capstan equation,and a feedforward control strategy based on the established motion model and the nonlinear friction was presented to compensate the loss of the transmission force.Finally,the simulations and motion experiments were carried out to verify the established model and the proposed control method of the continuum robot.The results showed that the established dynamic model with nonlinear friction can well reflect the deformation characteristics of the continuum robot,which can be used as a reference for the shape reconstruction of the robot in future research.Key words:continuum robot;dynamic model;transmission friction;Kane's method0引言连续体机器人具有独特的柔顺性、安全性和灵活性,能在一些曲折、狭小的工作环境中作业,因此在工业管道、航空发动机及医疗手术等领域得到了广泛研究。
变质心控制的旋转弹动力学建模与仿真
动 质 心 坐 标 系 , 点 分 析 了 由于 质 心 偏 移 带 来 的 弹 体 转 动 惯 量 、 性 积 的 变 化 以及 所 产 生 的控 制 力 矩 , 于 外 弹 道 学 理 论 建 重 惯 基
立 了变 质心 的高 速 旋 转 弹 的 6自由 度 弹 道模 型 。仿 真 结 果 证 明 了变质心控制对于高速旋转 弹具 有理想的修正能力 , 惯性积是
wa p l d t i h s e d r t r r jc i r jco y c re to .Th o c p fma s c n e o r i ae s a p i o hg p e o a y p oe t e tae t r o r cin e l e c n e to s e t rc o dn t
一
和低 速 旋 转 弹有 着 良好 的控 制 效 果 [ , 1 高速 旋 转 弹 ] 其 高 达 每分 钟 上 万转 的转 速 , 冲控 制 的控制 能 力 脉
Ab t a t I r e o s l e t e d fi u t o ie to o r c i n,mo i g ma s c n e o t o e h i u sr c : n o d r t o v h if l f d r c i n c r e to c vn s e trc n r l c nq e t
引 言
如何 高效 低成 本地 实现 炮弹 制导化 是 目前研 究
的热 点 。现 在 研究 较多 的脉 冲控 制技术 对 于尾翼 弹
技术 正在 引起广泛 的关 注[7 变质心 控制的机 理是 3J .。
通 过 移动 弹体 内置 的质 量块来 使得弹 丸所受 的气 动 力 矩 以及弹 体 自身 的相关 参数 发生变 化从而获 得控 制力 矩 , 到制 导的 目的 。 达 变质 心控制 导弹都是 基 于 低速 旋 转 的导 弹而 进行 设 计 的 , 质量 块在 弹 体 的 其
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AerospaceScienceandTechnology30(2013)239–245ContentslistsavailableatScienceDirectAerospaceScienceandTechnology
www.elsevier.com/locate/aescte
Coningmotioninstabilityofspinningmissilesinducedbyhingemoment
WeiZhoua,b,ShuxingYanga,b,∗,JinlongDonga,baSchoolofAerospaceEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,PRChina
bKeyLaboratoryofDynamicsandControlofFlightVehicle,MinistryofEducation,Beijing100081,PRChina
articleinfoabstractArticlehistory:Received18April2013Receivedinrevisedform3August2013Accepted16August2013Availableonline29August2013
Keywords:ConingmotionSpinningmissileHingemomentStabilityconditions
Intheflighttrialsofaspinningmissile,itwasobservedthatanunexpectedandunstableconingmotionoccurredafterburnout.Themissilewasstillinthefreeflightphasewhilethecanardskepttheiroriginalpositionsbyservomechanisms.Toaddressthisunstablemotion,thegoverningequationoftheconingmotionisderivedandthedynamicsofthefinactuatorsundertheassociatedhingemomentistakenintoaccount.Thenecessaryandsufficientconditionsoftheconingmotionstabilityarethenanalyticallyderivedandfurthervalidatedthroughnonlinearsixdegrees-of-freedomsimulationsforarepresentativescenario.Itisdemonstratedthatthehingemomentmayleadtotheinstabilityofspinningmissilesunderspecificconditions.Finally,theeffectsofdesignparametersonthedynamicstabilitylimitarediscussed.©2013ElsevierMassonSAS.Allrightsreserved.
1.IntroductionIntherecentflighttrialsofa122-mmguidedartilleryrocket,itwasobservedthatadivergentconingmotionoccurredafterburnout,asshowninFig.1.Theamplitudeoftheconingmotionincreasedtoapproximately3degreesinlessthantwoseconds.Therocketwassymmetric,withtwopairsofcanardsarrangedinacruciformconfiguration,andcantedfinsemployedtoproducearollingspeed.Atthattimetherewasnoinputcommandtotheac-tuators,astherocketwasstillinthefreeflightphasewhilethecanardskepttheiroriginalpositionsbyservomechanisms.Sincethisresultcouldnotbepredictedbythetraditionalstabilitythe-oryofspinningmissiles,itdeservesfurtherinvestigationinbothanalyticalstabilityanalysesandphysicalexplanations.Theoreticalresearchonstabilityconditionsforspinningmissilesandrocketswasconductedthroughoutthe20thcentury.Murphy
studiedtheangularmotionofsymmetricspinningmissilesbyin-troducingthecomplexangleofattackinthenon-rollingframeandobtainedthestabilitycriteria[13].ResearcherssuchasMurphy,Nicolaides,MoroteandPepitoneproposedseveralsourcesofthedynamicinstabilities,including:1)gyroscopiceffects;2)Magnuseffects;3)nonlinearaerodynamicmomentsconsistingofstatic,damping,andMagnusmoments;4)periodicperturbationcausedbyasymmetries;5)resonancerolllock-incausedbyinducedroll
*Correspondingauthor.Tel.:+861068915842;fax:+861068468035.
E-mailaddresses:yudezhouwei@bit.edu.cn(W.Zhou),yangshx@bit.edu.cn
(S.Yang),hbdjl_001@163.com(J.Dong).
Fig.1.Divergentconingmotionoftherocket.momentsandconsecutivecatastrophicyawcausedbyinducedsidemoments[10–12,14–19].Duringthedevelopmentofrocketprojectilesoverthepastdecades,otherdynamicinstabilitieswereobservedandcertified.
MoroteandLiañopointedoutthatwrap-aroundfinsmightleadtosignificantsideforcesandmomentsthatresultedinseveralflight
1270-9638/$–seefrontmatter©2013ElsevierMassonSAS.Allrightsreserved.http://dx.doi.org/10.1016/j.ast.2013.08.008240W.Zhouetal./AerospaceScienceandTechnology30(2013)239–245failuresofa140-mmartilleryrocket[7].Thestabilitylimitsofwrap-aroundfinconfigurationswerealsodiscussed[6,8,9].Cooperpresentedthatapairofcanardshavethepotentialtointroduceasymmetries,whichleadstosomeamplitudeoftheconingmo-tion[2].Moreover,controlsystemsinducingcross-couplingeffectsthatcouldleadtothedynamicinstabilityofspinningmissileshasalsobeenwidelydiscussed.Garnelldeterminedthattheele-vatorandrudderservosofspinningmissileswouldexecutesim-pleharmonicmotionsatthefrequencyofthespinningrate[3].Astheservoisasecond-orderdelayedsystem,theresponseofthesinecommandswouldbearsomemagnitudeofphaselag,whichwillintroducecross-couplingbetweenthepitchandyawchannels.Insteadofusingfrequencymethods,Yang,YanandLiestablishedtheequationsofmotionforspinningmissileswiththreetypicalautopilotsinthetimedomain[4,20,21].Theyat-tributedthecross-couplingeffectstoanout-of-planemoment,deducedtheanalyticalstabilitycriteria,andalsopresentedthatforthespinningmissilesthestabilityboundarywouldseriouslydecreaseresultinginthenecessaryemploymentofdecouplingmethods.However,existingtheoriescannotaccountfortheconingin-stabilitythatappearedintheflighttrials.First,theMagnusmo-
mentisinsufficienttocausedynamicinstability,duetotherock-et’splanarfinconfiguration.Second,fromthetelemeteringdata,thespinningrateafterburnoutwasapproximately20r/s(about