A modified forward and backward reaching inverse kinematics based incremental control for space manipulators

Forward and backward reaching inverse kinematics(FABRIK) is an efficient two-stage iterative solver for inverse kinematics of spherical-joint manipulator without the calculation of Jacobian matrix. Based on FABRIK, this paper presents an incremental control scheme for a free-floating space manipulator consists of revolute joints and rigid links with the consideration of joint constraints and dynamic coupling effect. Due to the characteristics of FABRIK, it can induce large angular movements on s...     

基于蚁群算法的无人机协同多任务分配

采用蚁群算法对无人机协同多任务分配问题(CMTAP)进行研究。在通用CMTAP模型的基础上,综合考虑包括动态任务时间约束和无人机任务能力的差别多类复杂约束条件,建立扩展的协同多任务分配模型。在多子群蚁群算法的基础上,提出了基于分工机制的蚁群算法对CMTAP进行求解。根据协同多任务分配的特点,设计了基于任务能力评估的问题解构造策略和基于任务代价的状态转移规则,提高了算法的性能。仿真实验结果表明该方法能有效地解决无人机协同多任务分配问题。     

Lagrangian coherent structures in various map representations for application to multi-body gravitational regimes

The Finite-Time Lyapunov Exponent (FTLE) has been demonstrated as an effective metric for revealing distinct, bounded regions within a flow. The dynamical differential equations derived in multi-body gravitational environments model a flow that governs the motion of a spacecraft. Specific features emerge in an FTLE map, denoted Lagrangian Coherent Structures (LCS), that define the extent of regions that bound qualitatively different types of behavior. Consequently, LCS supply effective barriers to transport in a generic system, similar to the notion of invariant manifolds in autonomous systems. Unlike traditional invariant manifolds associated with solutions in an autonomous system, LCS evolve with the flow in time-dependent systems while continuing to bound distinct regions of behavior. Moreover, in general, FTLE values supply information describing the relative sensitivity in the neighborhood of a trajectory. Here, different models and variable representations are used to generate maps of FTLE, and the resulting structures are applied to design and analysis within an astrodynamical context. Application of FTLE and LCS to transfers from LEO to the L₁ region in the Earth–Moon system are presented and discussed. In an additional example, an FTLE analysis is offered of a few stationkeeping maneuvers from the Earth–Moon mission ARTEMIS (Acceleration, Reconnection, Turbulence and Electrodynamics of the Moon's Interaction with the Sun).     

基于随机过程的可靠性建模

基于Wiener过程、Gamma过程和逆高斯(Inverse Gaussian,IG)过程等随机过程的可靠性建模方法在装备可靠性评估中逐步得到应用.针对3类考虑随机影响的随机过程模型,分别阐述了各类模型在一元性能退化建模、二元性能退化建模、加速退化建模和竞争失效建模等情形下的应用情况,并展望了下一步研究方向.研究工作对...     

一种适用于平动点周期轨道初值计算的简化路径搜索修正法

在限制性三体问题中,路径搜索修正法是一种基于平动点周期轨道垂直穿越Poincare截面的几何对称性计算平面及空间平动点周期轨道近似初值的方法.采用路径搜索修正法的一种简化形式,在圆形限制性三体模型中,对地月系中几种典型的平面及空间周期轨道近似初值进行了计算.结果表明,该简化方法得到的周期轨道近似初值不唯一,由近似初值经微分修正得到的精确结果中通常同时存在Halo轨道和大幅值逆行轨道（DRO）.进一步分析表明,在某些临界初值下,精确结果中Halo轨道将消失,同时可能出现平面Lyapunov轨道及Vertical轨道.上述计算中,搜索初值与结果中轨道类型的对应关系值得进一步研究.     

基于多冲量能耗估算的小推力任务窗口搜索

针对小推力轨道设计中任务窗口参数具有范围跨度大、非连续性强、对设计结果影响显著等特点,提出了一种基于多冲量能耗估算的任务窗口搜索方法.该方法基于多冲量轨道和小推力轨道的能耗一致性,先由朗伯特两冲量轨道经过数次迭代扩展快速获得多冲量轨道,再通过多冲量轨道能耗估算对任务区间进行全局栅格搜索,最终得到任务窗口的可行区域.仿真结果表明:1)该方法同时适用于交会和飞越任务;2)同朗伯特两冲量相比,它与小推力轨道能耗的一致性更强;3)同Sims和Flanagan最优多冲量相比,计算时间缩短了1～2个量级,计算效率显著提高.地球—火星交会任务的仿真应用表明,该方法只需8.59s即可获得任务窗口的可行区域,进而快速给出小推力最优转移轨道,验证了该方法的有效性.     

一类特殊实对称矩阵的逆特征值问题

讨论如下形式实矩阵的逆特征值问题（1）给定两个互异实数λ,μ和两个n维非零实向量x，y，求矩阵A，使（λ，x）和（μ，y）是A的特征对；（2）给定两个互异实数λ，μ和两个n维非零实向量x，y，求矩阵A和A*，使得（λ，x）和（μ，y）分别是A和A*的特征对．本文给出了问题有解的充要条件，并给出了一些数值例子。     

双机平面格斗的一些问题——一种处理“二重角色”的方法

 结合坐标变换和能控区及微分对策方法,本文提出较为细缀的一种处理双机格斗“二重角色”问题的方法。分析了捕捉区、逃避区和危险区,有助于飞行员在空战格斗中采取有利于自己的控制。本文在空战格斗的对策模型中,考虑了双方匀变速运动。     

利用温度测量结果反演三维热传导问题中热源项的算法研究

利用表面温度测量来反演热传导问题中的热源项是一类典型的热传导逆问题,在采用有限体积法对三维稳态热传导问题进行数值求解的基础上,将该热传导逆问题转化为优化问题,基于灵敏度分析建立了反演算法.采用该算法对一典型算例的计算结果表明:建立的算法是有效的,具有较好的抗噪性能.此外,对反演算法中计算收敛准则的选取进行了较深入的分析,结果表明,由于热传导逆问题的不适定性,优化过程中目标函数值越小并不意味着反演结果与真值更为接近,可以通过设定合适的收敛准则来模拟正则化项的作用,克服不适定性的影响.