帆船用缆绳的应用现状

1

作者 张海永 韩冀川 +4 位作者 郜阿旺 曹宝学 李亮 张亚如 黄华云 《产业用纺织品》 2023年第3期39-42,共4页

缆绳在帆船运行中发挥着重要作用。缆绳的功能不同,其在选材、编织方法等方面亦有不同。简介了帆船用缆绳的材料、结构,并基于3种帆船用缆绳--控帆索、动力绳及捆帆绳介绍了它们的应用,为帆船用缆绳的后续开发提供支撑和新思路。

关键词 缆绳 帆船 超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维 控帆索 动力绳 捆帆绳 结构

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电动力绳系研究进展 被引量：10

2

作者 蔡洪 杨育伟 郭才发 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1223-1232,共10页

介绍了电动力绳系的主要构造及工作原理,回顾了国内外关于电动力绳系的研究历程,并总结了相关在轨试验进展情况。从绳系模型、轨道动力学以及绳系展开动力学与控制等几个方面对电动力绳系进行了分析,最后对电动力绳系技术未来的发展和... 介绍了电动力绳系的主要构造及工作原理,回顾了国内外关于电动力绳系的研究历程,并总结了相关在轨试验进展情况。从绳系模型、轨道动力学以及绳系展开动力学与控制等几个方面对电动力绳系进行了分析,最后对电动力绳系技术未来的发展和应用做了展望。 展开更多

关键词 电动力绳 绳系模型 轨道动力学 绳系展开

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倾斜轨道电动力绳系卫星回收控制 被引量：11

3

作者 文浩 金栋平 胡海岩 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期375-380,共6页

考虑电动力影响,建立了倾斜轨道绳系卫星系统的动力学模型,研究了子星回收过程的非线性最优控制.应用Legendre伪谱算法,将连续时间最优控制问题离散化,进而利用非线性规划方法进行求解,通过数值模拟验证了方法的有效性.结果表明,在满足... 考虑电动力影响,建立了倾斜轨道绳系卫星系统的动力学模型,研究了子星回收过程的非线性最优控制.应用Legendre伪谱算法,将连续时间最优控制问题离散化,进而利用非线性规划方法进行求解,通过数值模拟验证了方法的有效性.结果表明,在满足相关约束的条件下,通过调节系绳张力和电动力,可将子星回收到靠近主星的指定位置. 展开更多

关键词 电动力绳系卫星 最优控制 伪谱算法

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空间绳系研究综述 被引量：9

4

作者 孔宪仁 徐大富 《航天器环境工程》 2010年第6期775-783,675,共9页

空间绳系根据原理主要分为两类:动量交换绳系和电动力绳系。文章详细介绍了两者的基本原理、动力学模型和控制策略,描述了空间绳系技术实验项目的研究情况以及绳系结构设计和生存能力问题,对空间绳系的研究热点以及发展趋势进行了预测,... 空间绳系根据原理主要分为两类:动量交换绳系和电动力绳系。文章详细介绍了两者的基本原理、动力学模型和控制策略,描述了空间绳系技术实验项目的研究情况以及绳系结构设计和生存能力问题,对空间绳系的研究热点以及发展趋势进行了预测,同时列举了大量关于空间绳系技术的参考文献。研究表明:动量交换绳系和电动力绳系都可以实现无推进剂推进,提供各种离轨和再入功能,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 空间绳系 动量交换绳系 电动力绳系 动力学模型

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空间电动力绳系统理论及实验研究 被引量：10

5

作者 余本嵩 文浩 +1 位作者 金栋平 陈提 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期226-266,共41页

本文关注在轨航天器中具有导电性能的电动力绳系统,因其复杂动响应特征及潜在应用前景值得学者们深入研究.论文阐述了电动力绳系统的工作原理,对系统的力学建模、动力学行为、控制、应用、在轨实验及地面实验方法等研究进展进行了详细总... 本文关注在轨航天器中具有导电性能的电动力绳系统,因其复杂动响应特征及潜在应用前景值得学者们深入研究.论文阐述了电动力绳系统的工作原理,对系统的力学建模、动力学行为、控制、应用、在轨实验及地面实验方法等研究进展进行了详细总结,同时提出电动力绳系统有待进一步探究的科学与技术问题. 展开更多

关键词 电动力绳系统 力学建模 动力学行为 控制 实验

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电动力绳系离轨系统电流与拉力混合展开控制 被引量：6

6

作者 黄静 刘刚 +1 位作者 朱东方 孙禄君 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期204-213,共10页

电动力绳系离轨系统是一种典型的空间碎片主动消除技术,本文针对电动力绳离轨系统在初始阶段展开的控制问题,仅通过调节有限的系绳张力与电流,不依赖其他推进器,将导电系绳释放至期望长度并抑制系绳的摆动。首先,采用倾斜偶极子地磁场模... 电动力绳系离轨系统是一种典型的空间碎片主动消除技术,本文针对电动力绳离轨系统在初始阶段展开的控制问题,仅通过调节有限的系绳张力与电流,不依赖其他推进器,将导电系绳释放至期望长度并抑制系绳的摆动。首先,采用倾斜偶极子地磁场模型,建立考虑系绳质量的近地轨道二体电动力绳系卫星系统动力学模型;其次,在系绳张力与电流存在约束的条件下,采用反步法结合抗饱和辅助函数解决控制输入受限问题,并引入动态尺度广义逆实现了欠驱动电动力绳系统展开稳定控制问题;然后,应用Lyapunov稳定性定理证明了其闭环系统的稳定性;最后,在MATLAB/SIMULINK平台上进行了仿真验证。结果表明:通过调节系绳张力与电流,可以将系绳释放到指定位置,同时控制输入满足约束条件。 展开更多

关键词 电动力绳系 欠驱动系统 展开控制 反步法 控制饱和

原文传递

气动阻力作用下电动力绳系动力学及控制研究 被引量：5

7

作者 张健 王峰 +1 位作者 李化义 孙兆伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期291-297,共7页

针对电动力绳系轨道机动控制与系绳稳定控制互相耦合的问题,提出通过结构设计使二者解耦控制的方法。采用多段系绳结构,通过调节不同段系绳中电流的大小和方向,使轨道机动和系绳稳定实现独立控制。分析气动阻力作用下的系绳运动规律,设... 针对电动力绳系轨道机动控制与系绳稳定控制互相耦合的问题,提出通过结构设计使二者解耦控制的方法。采用多段系绳结构,通过调节不同段系绳中电流的大小和方向,使轨道机动和系绳稳定实现独立控制。分析气动阻力作用下的系绳运动规律,设计控制器来调节系绳中的电流以抑制系绳通电时产生的偏心力矩和初始扰动所引起的系绳天平动。最后进行了仿真研究,结果表明:气动阻力作用下惯性系绳以初始扰动为幅值在平衡位置作等幅振荡;和传统单段系绳结构相比,基于多段系绳结构设计的控制器能够以较小的电流实现系绳的稳定控制。 展开更多

关键词 电动力绳系 气动阻力 稳定控制 多段系绳结构

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三维电动力绳系子卫星轨道转移的最优控制 被引量：5

8

作者 刘丽丽 文浩 +1 位作者 金栋平 胡海岩 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期178-182,共5页

考虑复杂状态和控制约束的作用,研究了倾斜轨道上三维电动力绳系子卫星轨道转移的最优控制问题。借助Gauss伪谱算法,将绳系子卫星轨道转移的连续时间最优控制问题离散为大规模动态规划问题,并利用非线性规划方法进行求解。通过数值仿真... 考虑复杂状态和控制约束的作用,研究了倾斜轨道上三维电动力绳系子卫星轨道转移的最优控制问题。借助Gauss伪谱算法,将绳系子卫星轨道转移的连续时间最优控制问题离散为大规模动态规划问题,并利用非线性规划方法进行求解。通过数值仿真计算了最优控制时间、子星最优转移轨道及最优控制张力和电流,同时讨论了轨道倾角对最优控制量的影响。结果表明,在满足相关约束的条件下,通过调节系绳张力和电流可将子星从主星下方转移到上方的平衡位置,精确地实现子星轨道转移。 展开更多

关键词 电动力绳系卫星 最优控制 轨道转移 非线性规划

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电动力绳系卫星轨道机动策略研究 被引量：5

9

作者 张健 王峰 +1 位作者 孙兆伟 李化义 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1182-1188,共7页

针对电动力绳系卫星轨道机动问题,提出三种电流控制策略实现不同要求的轨道机动。采用常值电流、bang-bang式电流以及傅里叶式电流三种控制策略来实现电动力绳系卫星的轨道机动,并引入小误差修正方法来提高控制精度。结果表明:常值电流... 针对电动力绳系卫星轨道机动问题,提出三种电流控制策略实现不同要求的轨道机动。采用常值电流、bang-bang式电流以及傅里叶式电流三种控制策略来实现电动力绳系卫星的轨道机动,并引入小误差修正方法来提高控制精度。结果表明:常值电流和bang-bang式电流分别能够实现轨道倾角和升交点赤经的独立变化;而傅里叶式的时变电流能够实现考虑气动阻力情况下的一般轨道机动。提出的小误差修正方法只需经过一次误差修正就能显著提高轨道机动控制精度。 展开更多

关键词 电动力绳系卫星 常值电流 bang-bang式电流 傅里叶式电流 小误差修正

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基于电动力绳的火箭末级离轨系统设计及效能分析 被引量：4

10

作者 王小锭 张烽 +2 位作者 董晓琳 张恒浩 吴胜宝 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2018年第2期13-19,共7页

基于电动力绳系的火箭末级离轨方法是任务后的火箭末级被动离轨的有效途径之一,有利于提高火箭离轨效率。但是电动力绳系应用于火箭末级的可行性及离轨效能是需要研究的问题。首先研究适用于电动力绳系离轨的火箭系列类型,针对该类型火... 基于电动力绳系的火箭末级离轨方法是任务后的火箭末级被动离轨的有效途径之一,有利于提高火箭离轨效率。但是电动力绳系应用于火箭末级的可行性及离轨效能是需要研究的问题。首先研究适用于电动力绳系离轨的火箭系列类型,针对该类型火箭末级的总体特性开展绳系离轨系统设计,分析了电动力绳系统对火箭的技术需求,对离轨效能进行仿真分析以验证离轨系统设计的可行性。 展开更多

关键词 电动力绳 火箭末级 离轨

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空间平台电动力绳系离轨装置技术研究 被引量：4

11

作者 王小锭 张烽 +3 位作者 申麟 文浩 谢侃 唐琼 《空间碎片研究》 2020年第2期22-31,共10页

为了从源头上消除空间碎片的产生,在不远的将来所有发射入轨的火箭、卫星都应具备清理自身碎片的能力,在完成任务后实现主动快速离轨。利用电动力绳系实现空间平台离轨,离轨过程中不需要消耗其所携带的推进剂,可有效降低空间平台重量,... 为了从源头上消除空间碎片的产生,在不远的将来所有发射入轨的火箭、卫星都应具备清理自身碎片的能力,在完成任务后实现主动快速离轨。利用电动力绳系实现空间平台离轨,离轨过程中不需要消耗其所携带的推进剂,可有效降低空间平台重量,提高离轨效率。本文系统梳理电动力绳系技术发展现状,提出了电动力绳系离轨典型任务设计和系统方案,研究了电动力绳系离轨任务分析与仿真、动力学控制设计与试验、等离子接触器设计与试验等关键技术。经研究及试验表明,电动力绳系离轨在理论上和工程上具备可行性。后续,应结合航天实际工程,逐步对关键技术进行攻关研究,推动电动力绳系的工程化应用。 展开更多

关键词 电动力绳 空间碎片 离轨

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电动力绳系离轨技术性能与任务适应性分析 被引量：4

12

作者 张烽 申麟 +2 位作者 吴胜宝 王小锭 王书廷 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2017年第3期6-11,共6页

电动力绳系离轨技术属于被动离轨方式,适用于火箭末级、失效卫星等废弃飞行器快速离轨。针对这项新颖的离轨技术,通过建立多场耦合摄动下的离轨动力学模型,研究并分析了该技术的离轨性能和适用的离轨任务类型,用于指导工程实践及控制方... 电动力绳系离轨技术属于被动离轨方式,适用于火箭末级、失效卫星等废弃飞行器快速离轨。针对这项新颖的离轨技术,通过建立多场耦合摄动下的离轨动力学模型,研究并分析了该技术的离轨性能和适用的离轨任务类型,用于指导工程实践及控制方案设计。首先建立多场耦合摄动下的电动力绳系离轨动力学模型,基于数值仿真,验证该项技术的有效性及优越性,并重点研究了不同影响因素下的离轨性能,据此提出了系统参数的设置原则。再通过设置合理的系统参数,分析电动力绳系离轨技术的可适用任务类型。分析结果表明,电动力绳系离轨技术适用于非极轨道的废弃飞行器离轨任务。 展开更多

关键词 电动力绳系离轨技术 动力学模型 性能分析 任务适应性

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基于电动力绳系的航天器离轨方式初步研究 被引量：3

13

作者 徐大富 孙克新 +1 位作者 孔宪仁 王本利 《航天器环境工程》 2009年第4期378-382,404,共5页

为寻找适合近地轨道上使用的航天器离轨技术,文章对目前各种离轨策略的基本原理及优缺点作了分析与对比,重点对电动力绳系离轨装置进行了深入研究,建立了数学模型,推导出离轨时间预估公式,对离轨的过程进行了数学仿真,结果证实电动力阻... 为寻找适合近地轨道上使用的航天器离轨技术,文章对目前各种离轨策略的基本原理及优缺点作了分析与对比,重点对电动力绳系离轨装置进行了深入研究,建立了数学模型,推导出离轨时间预估公式,对离轨的过程进行了数学仿真,结果证实电动力阻力能使近地轨道上航天器的轨道高度迅速降低,电动力绳系离轨策略具有很高的工程实用性。 展开更多

关键词 离轨策略 电动力绳系 离轨时间 数值仿真 空间碎片

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基于傅里叶展开的电动力绳系卫星最优控制 被引量：4

14

作者 潘伟 路长厚 +1 位作者 李吉栋 孔令敏 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1714-1721,共8页

电动力绳系卫星的推力幅值较小且方向固定,完成轨道机动任务的周期长,其最优控制问题的求解比较困难。采用在傅里叶空间描述的轨道动力学模型,将控制量电流表示为傅里叶级数的形式,并推导了用傅里叶系数作为参量的椭圆轨道运动的平均轨... 电动力绳系卫星的推力幅值较小且方向固定,完成轨道机动任务的周期长,其最优控制问题的求解比较困难。采用在傅里叶空间描述的轨道动力学模型,将控制量电流表示为傅里叶级数的形式,并推导了用傅里叶系数作为参量的椭圆轨道运动的平均轨道根数方程。在此基础上构造了电动力绳系卫星轨道机动的最优控制模型,通过直接配置法将其转化为非线性规划问题,使用序列二次规划法进行了数值求解。固定圈数内最大提升轨道高度和最短时间变轨两个算例表明,该方法可以快速精确地求解椭圆轨道内电动力绳系卫星的最优控制问题。 展开更多

关键词 电动力绳系卫星 最优控制系统 傅里叶级数 直接配置法 平均轨道要素法

原文传递

电动力绳系离轨系统中绳索动力学研究 被引量：3

15

作者 孔宪仁 徐大富 +1 位作者 廖俊 王本利 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1573-1578,共6页

基于电动力绳系离轨系统动力学建模问题,提出了一种考虑绳索弯曲变形特性的柔索模型.该模型可以反映在电动力拉力和重力梯度力作用下绳索的弯曲变形情况,以及绳索变形后对感应电动势和电动力拉力的影响,利用算例比较了柔索模型和其他常... 基于电动力绳系离轨系统动力学建模问题,提出了一种考虑绳索弯曲变形特性的柔索模型.该模型可以反映在电动力拉力和重力梯度力作用下绳索的弯曲变形情况,以及绳索变形后对感应电动势和电动力拉力的影响,利用算例比较了柔索模型和其他常用哑铃模型的差异.同时,借鉴海底拖曳系统中绳索的建模方法,建立反映电动力绳系在离轨过程中振动情况的绳索振动模型.仿真结果表明,横向振动是电动力绳系在离轨过程中的主要振动形式. 展开更多

关键词 电动力绳系 离轨 电动力拉力 柔索模型 横向振动

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日本KITE试验任务综述与启示 被引量：2

16

作者 张烽 王小锭 +2 位作者 吴胜宝 焉宁 李扬 《空间碎片研究》 2018年第2期23-32,共10页

电动力绳系离轨技术是一种新颖的离轨方式,适用于失效飞行器、废弃卫星等空间碎片快速离轨,因而得到世界各航天大国的广泛关注与研究。其中,最为突出的是日本JAXA通过搭载HTV-6货运飞船开展的KITE在轨演示任务,用以验证基于电动力绳的... 电动力绳系离轨技术是一种新颖的离轨方式,适用于失效飞行器、废弃卫星等空间碎片快速离轨,因而得到世界各航天大国的广泛关注与研究。其中,最为突出的是日本JAXA通过搭载HTV-6货运飞船开展的KITE在轨演示任务,用以验证基于电动力绳的空间碎片清除技术,然而该任务因绳系释放装置出现故障而中止。尽管并未达到试验目的,但该任务的系统方案与技术路线具有较强的借鉴意义。本文较为详细地介绍了KITE任务的总体方案、系统组成及任务关键技术仿真与地面试验验证情况,最后总结了该任务在电动力绳系离轨技术发展的启示,并对我国开展电动力绳系离轨技术发展思路提出了建议。 展开更多

关键词 空间碎片清除 电动力绳 KITE任务

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系统参数对电动力绳系动力学的影响 被引量：1

17

作者 杨育伟 蔡洪 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期897-907,共11页

将电动力绳系(EDT)的主星质量、子星质量、绳系质量以及绳系中的电流视为系统参数,研究这些参数对系统的摆动动力学和轨道动力学的影响。哑铃模型下的电动力绳系摆动动力学方程存在不稳定的周期解,通过Floquet理论来衡量周期解的不稳定... 将电动力绳系(EDT)的主星质量、子星质量、绳系质量以及绳系中的电流视为系统参数,研究这些参数对系统的摆动动力学和轨道动力学的影响。哑铃模型下的电动力绳系摆动动力学方程存在不稳定的周期解,通过Floquet理论来衡量周期解的不稳定程度,从而研究各系统参数对摆动动力学的影响。建立了用春分点轨道元素的形式描述的电动力绳系轨道动力学方程,并以降轨时间来衡量电动力绳系的降轨效率,从而研究系统参数对轨道动力学的影响。运用算例对周期解迁移矩阵的特征值、降轨时间随各系统参数的变化关系进行了仿真,分别得出了各系统参数对系统摆动动力学和轨道动力学的影响。综合本文的仿真结果,并考虑实际发射及空间运行中的其它因素,对电动力绳系的设计和降轨策略提出了建议。 展开更多

关键词 电动力绳系(EDT) 系统参数 摆动动力学 轨道动力学

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火箭末级离轨系统中电动力绳系释放条件分析与控制设计 被引量：1

18

作者 张烽 王小锭 +2 位作者 王书廷 吴胜宝 高朝辉 《宇航总体技术》 2021年第2期1-6,共6页

绳系释放过程是电动力绳系火箭末级离轨技术的关键,开展了绳系释放条件分析及控制方案设计。首先,基于"珠式"思想,建立离轨系统绳系释放过程的刚-柔耦合动力学模型。随后,基于数值仿真开展绳系释放条件分析。仿真结果分析发现... 绳系释放过程是电动力绳系火箭末级离轨技术的关键,开展了绳系释放条件分析及控制方案设计。首先,基于"珠式"思想,建立离轨系统绳系释放过程的刚-柔耦合动力学模型。随后,基于数值仿真开展绳系释放条件分析。仿真结果分析发现,释放时火箭末级初始姿态对绳系释放稳定性影响较大,仅靠绳系拉力控制,系统稳定裕度较小,很难保证绳系释放稳定性。据此,进一步提出了一种绳系稳定释放控制方案,并通过数值仿真验证了控制方案的有效性。 展开更多

关键词 电动力绳系离轨 火箭末级 绳系释放条件 控制方案设计

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空间电动力绳系电流峰值点变化规律研究 被引量：1

19

作者 于博 王仲远 +2 位作者 乔彩霞 康小录 赵青 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期469-480,共12页

为研究电流峰值点在几种影响因素下的变化规律,建立一种能够捕捉绳系电子发射与收集自洽平衡过程的新算法--电路空间耦合算法。为验证该方法的计算精度,以1.35kW霍尔推力器为等离子体源,在真空舱内开展绳系的电荷收集试验,在电路参数方... 为研究电流峰值点在几种影响因素下的变化规律,建立一种能够捕捉绳系电子发射与收集自洽平衡过程的新算法--电路空间耦合算法。为验证该方法的计算精度,以1.35kW霍尔推力器为等离子体源,在真空舱内开展绳系的电荷收集试验,在电路参数方面,计算精度约为12.8%,在场参数方面,计算精度约为3.6%。在此基础上,针对不同偏置电压、绳系长度以及绳系直径,对绳系的绳上电流分布、电势分布以及空间电势分布等参数进行数值计算。结果显示:电动力绳系的电流峰值点会随着偏置电压升高、绳系长度增加及绳系直径增大而发生比例上的向阳极端漂移,揭示了电子轨道运动限制的机制在各类壁面电荷输运机制中占优,导致电流峰值点漂移的产生。 展开更多

关键词 电动力绳系 电流峰值点 耦合算法 数值计算

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电动力绳系周期解求解及稳定性控制 被引量：1

20

作者 杨育伟 蔡洪 《飞行器测控学报》 CSCD 2015年第2期168-175,共8页

电动力绳系姿态摆动动力学方程具有非线性特点,且姿态摆动状态直接影响着空间任务能否正常进行。首先,基于哑铃模型及偶极子地磁场模型假设,推导了在倾斜圆轨道上运行的电动力绳系姿态动力学方程。其次,给出了利用摄动法和不动点迭代法... 电动力绳系姿态摆动动力学方程具有非线性特点,且姿态摆动状态直接影响着空间任务能否正常进行。首先,基于哑铃模型及偶极子地磁场模型假设,推导了在倾斜圆轨道上运行的电动力绳系姿态动力学方程。其次,给出了利用摄动法和不动点迭代法相互配合的数值方法求解该非线性方程周期解的过程及解的稳定性判断准则,并针对不稳定周期解提出了相应的稳定性控制策略。最后,通过数值仿真分析,得到了姿态摆动运动的周期解图像,验证了周期解求解算法的有效性,并对不稳定周期解实现了稳定性控制。 展开更多

关键词 电动力绳系 哑铃模型 不动点迭代法 周期解 稳定性控制 姿态摆动

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