弹道导弹在被动段突防的脉冲式异面变轨方法

弹道导弹由于其沿着固定的弹道飞行很容易被敌方拦截.因此,突防技术的发展是提高弹道导弹生存能力的重要手段之一.根据导弹防御系统的特点,提出了一个基于脉冲式异面变轨的弹道导弹突防的方法.利用这个方法设计出来的弹道是由几根不在同一平面的椭圆孤段组成.给出了限制脉冲点火的约束条件.     

自由浮动空间机械臂的最优控制

自由浮动空间机械臂所满足的动量矩守恒方程是一个非完整约束条件。首先把铰关节角速度作为输入，建立起系统的状态方程。然后把输入表示成待定系数的Ｆｏｕｒｉｅｒ 基组合，从而将最优控制转化为对代数问题的求解。最后用非线性最小二乘法迭代求出同时使载体和铰关节达到预定位形，而且使输入能量最小的最优控制。仿真算例说明，本文的方法是有效的。     

三块各向正交异性矩形板构成的卫星帆板在各种载荷下的横向弯曲

本文以三块各向正交异性矩形板组成的卫星帆板为研究对象,首次利用半解析方法研究了其横向弯曲的问题。就板间连接处复杂的边界条件,提出了与之对应的挠度函数形式。在此基础上采用相同形式的挠度函数求出了帆板在各种横向外载荷作用下的挠度,为解决多板连接结构的弯曲问题提供了一种有别于以往数值方法的新思路。     

基于二代小波的轨迹优化节点自适应加密

针对采用直接法求解轨迹优化问题中精度和效率之间的矛盾,提出了基于二代小波轨迹优化节点自适应加密.采用RK(Runge-Kutta)离散方法将原轨迹优化问题转化为非线性规划问题,并采用成熟的非线性规划算法求解.对控制或状态函数进行小波变换得到小波系数,基于小波系数和二分节点的对应关系,根据小波系数的幅值确定下一个迭代步所使用的节点并进行序列优化.算例结果表明:通过设置合适的小波系数阀值,采用较少的时间离散节点即可使优化结果达到预定的精度.与高斯伪谱法软件相比,节点个数大约减少10％,最优指标的精度大约提高1个数量级.     

大型客机燃油重量特性仿真技术研究

基于虚拟飞行的大型客机特性评估,需要更加精准的燃油重量特性,而现有的燃油重量特性分析方法在计算速度和精度上已经无法满足需求,也没有系统的燃油重量特性仿真工具。针对这一问题,改进传统燃油切片法,提出一种基于数据库和耗油顺序的分析方法,分为油箱燃油重量特性数据库构建、燃油系统瞬时重量特性计算和燃油系统重量特性实时监控3个模块进行研究,并基于CATIA二次开发平台,VC++开发环境和Unity3D游戏引擎,开发了一套较系统的飞机燃油重量特性分析软件。选用双通道的A330-300客机作为算例,根据官方公布的数据,利用CATIA建立油箱组模型,作为仿真的原始输入,经过前处理、仿真和后处理3个步骤,对算法及软件的快速性和准确性进行了验证,也说明了发展燃油主动重心控制技术的必要性。     

弹道导弹在被动段突防的脉冲式轴向加速方法

弹道导弹由于其沿着固定的弹道飞行而容易被拦截,突防技术的发展是提高弹道导弹生存能力的重要手段之一.根据弹道导弹的飞行特点,提出了基于脉冲发动机的脉冲点火轴向加速的被动段机动变轨突防方法.给出了限制脉冲点火的约束方程,并给出了基于泰勒展开的约束方程求解方法.利用这个方法设计出来的弹道是由几条不同的椭圆孤段组成,这种弹道不同于经典弹道和其它弹头机动弹道.给出了两个仿真实例.仿真结果显示,用本文方法设计出来弹头机动弹道具有好的突防效果,这说明所提出弹头机动弹道设计方法是可行的.     

基于脉冲点火弹头空间机动的被动段弹道设计方法和数值仿真

机动突防是提高弹道导弹生存能力的重要手段之一.提出了一种基于脉冲点火的弹头空间机动的被动段弹道设计方法,利用此方法设计出来的弹道是由位于不同弹道平面的椭圆弧段组成,各弹道平面之间有较大的差别,这说明基于脉冲点火的弹头空间机动可提高导弹的生存能力.推导出了限制点火的约束方程,在理论上证明了在限制点火约束条件下弹道导弹沿着脉冲弹道飞行能命中被打击目标.给出了二个仿真实例.     

火星探测器气动外形/弹道一体化多目标优化

针对火星探测器概念设计阶段的需求,提出了融合气动外形、弹道和开伞条件的一体化多目标优化设计方法。首先建立了火星探测器进入段三自由度弹道运动方程,基于修正牛顿理论推导了适用于具有较大半锥角球锥外形的气动参数估算模型,采用Sutton-Graves公式计算了驻点热流密度。以开伞高度、总吸热量和容积率为目标函数建立了火星探测器气动外形/弹道一体化多目标优化模型,采用基于分解的多目标进化算法(MOEA/D)进行求解计算并与参考设计进行了对比。数值结果表明:多目标优化方法提供多个三目标均优于参考设计的Pareto最优解,为火星探测器的概念设计提供了一定的参考依据。     

航天器外伸结构的非线性特性

针对一类板式航天器外伸结构非线性振动的特点 ,建立了合理的结构模型———悬臂板 ,并且运用双边解析法研究和分析了悬臂板非线性振动的动力学特性。该方法的关键在于两个包含三角函数和多项式组成的梁函数 ,其中一个梁函数满足一边自由、一边固定的边界条件 ,另一个梁函数满足两边自由的边界条件。然后利用分离变量法推导出了悬臂板非线性振动的动力学基本方程 ,并给出了非线性振动的幅频关系。实践证明 ,这种方法对分析航天器大型外伸结构的非线性振动特性具有重要的现实意义。     

导弹路面运输试验动态响应的分析计算

对于置于运输筒体内的在路面运输激励下的响应问题，建立了分析计算模型，推导了适用于具有活动基础支撑结构，在已知加速度激励谱密度时，计算随机振动响应的“矩阵缩减法”。同时介绍了Nastran有限元程序计算该类问题的处理方法。给出了几种路面条件下加速度响应均方根值的计算和试验结果。所述方法对运弹车支撑结构的改进提供了一种有效的理论计算手段。