国家自然科学基金(11102031)
- 作品数：4 被引量：6H指数：2
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- 开放式多体系统动力学仿真算法软件研发(Ⅰ)DAEs求解算法构架设计被引量：2
- 2015年
- 基于开放式工程与科学计算集成化软件平台SiPESC,研发了用于多体系统动力学时程分析的一类通用求解算法构架。该构架的核心思想是算法与数据相分离,整个构架由五个基本类及子类组成。本文重点阐述基本类的抽象过程,利用插件技术设计求解器的构架,进一步应用该构架实现了Newmark方法,HHT(HilberHughes-Taylor)方法,Generalizedα方法,Bathe方法及祖冲之类Symplectic方法等微分-代数方程组(DAEs)求解器的开发。研究工作表明,本文所提出的DAEs求解算法构架对多体系统动力学的时程分析具有良好的开放性和通用性,可方便进行各种新的DAEs求解算法的动态扩展。
- 彭海军阚子云陈飙松钟万勰
- 关键词：多体动力学软件设计
- 最优轨迹规划方法及其平动点航天器编队均衡耗能重构应用被引量：1
- 2014年
- 由于均衡耗能航天器编队能够提高整体航天器编队服役时间,针对平动点航天器编队重构的均衡耗能最优轨迹规划问题,提出一种以状态、协态和控制三类变量插值为核心的求解非线性最优控制问题的新方法。基于连续时间表达的非线性最优控制问题通过变分原理转化为非线性方程组的求解,并进一步推导非线性方程组显示格式的Jacobi矩阵提高非线性方程组的计算效率。本文方法既满足最优控制理论的一阶必要条件又具有较大的收敛域;同时,不需要对协态初值准确猜测,避免了大规模非线性规划问题的求解。通过对中心航天器位置固定和无中心航天器两种情况的数值模拟,结果表明,本文方法对航天器编队重构轨迹规划问题能够达到均衡耗能的目标,具有一定的应用价值。
- 彭海军高强吴志刚
- 关键词：编队重构变分原理
- 基于生成函数的航天器滚动时域制导算法
- 制导技术对于航天器在复杂空间环境中完成预定任务具有至关重要作用。总体来讲,制导技术主要分为预测-校正制导和参考轨迹制导。预测-校正制导不需要事先存储参考轨迹,然而对于复杂、高度非线性的动力系统,在线生成轨迹的计算时间和算...
- 彭海军谭述君吴志刚
- 基于保辛算法的绳系卫星系统闭环反馈控制问题求解被引量：1
- 2014年
- 应用非线性系统滚动时域控制的保辛算法求解绳系卫星系统子星释放和回收过程的闭环反馈控制问题.通过第二类Lagrange方程推导出二体绳系卫星系统的动力学方程;通过拟线性化方法将绳系卫星系统闭环反馈控制问题转化为线性非齐次Hamilton系统两端边值问题的迭代求解;通过保辛算法将线性非齐次Hamilton两端边值问题转化为线性方程组的求解;通过递进更新时间步的状态变量和控制变量,完成绳系卫星系统的闭环反馈控制.数值仿真表明:相对于Legendre伪谱方法,用保辛算法求解绳系卫星系统的闭环反馈控制问题的计算速度和收敛速度较快.绳系卫星系统的开环控制和闭环反馈控制问题数值仿真结果表明:在绳系卫星的初始状态存在偏差的情况下,使用开环控制会导致系统在终端无法达到稳定状态,而使用闭环反馈控制则能在一段时间内抵消初始状态向量偏差对系统产生的影响,最终达到稳定状态.
- 陈飙松江新彭海军
- 关键词：绳系卫星回收闭环反馈控制
- 基于生成函数的航天器滚动时域制导算法
- <正>制导技术对于航天器在复杂空间环境中完成预定任务具有至关重要作用。总体来讲,制导技术主要分为预测-校正制导和参考轨迹制导。预测-校正制导不需要事先存储参考轨迹,然而对于复杂、高度非线性的动力系统,在线生成轨迹的计算时...
- 彭海军谭述君吴志刚
- 文献传递
- 基于拟线性化方法的非线性系统闭环反馈控制保辛算法被引量：2
- 2013年
- 提出了一种求解非线性系统闭环反馈控制问题的保辛算法.首先,通过拟线性化方法将非线性系统最优控制问题转化为线性非齐次Hamilton系统两端边值问题的迭代格式求解.然后,通过作用量变分原理与生成函数构造了保辛的数值算法,且该算法保持了原Hamilton系统的辛几何性质.最后,通过时间步的递进完成状态与控制变量的更新,进而达到闭环控制的目的.数值算例表明:保辛算法具有较高的计算精度和较快的收敛速度.此外,将闭环反馈控制与开环控制分别应用于驱动小车上的倒立摆控制系统中.结果表明:在存在初始偏差的情况下,开环控制会导致稳定控制任务的失败,而闭环反馈控制能够在一段时间后消除初始偏差的影响,并使系统达到稳定状态.
- 江新彭海军张盛
- 关键词：非线性系统滚动时域控制变分原理
