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漂浮基空间机械臂的三维微重力环境模拟方法探讨 被引量：8
1
作者 张文辉 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2014年第2期86-90,共5页
首先针对空间机械臂微重力模拟方法的国际现状,分别从运动轨迹、模拟精度、建造周期及经济性等方面进行了详细综述。考虑到空间机械臂的三维运动特征,对三维空间微重力模拟这一难点问题进行了论述,进而提出了剪式三维气浮微重力环境模... 首先针对空间机械臂微重力模拟方法的国际现状,分别从运动轨迹、模拟精度、建造周期及经济性等方面进行了详细综述。考虑到空间机械臂的三维运动特征,对三维空间微重力模拟这一难点问题进行了论述,进而提出了剪式三维气浮微重力环境模拟装置的方案,该方案具有较大伸缩比,结构紧凑,通过利用气浮法的优点解决了水平随动问题,集成力反馈伺服控制系统解决了竖直方向随动问题,该方案为做复杂运动的空间机械臂提供了灵活的微重力模拟环境。 展开更多
关键词 空间机械臂 三维微重力 地面模拟系统 气悬浮
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空间微重力地面模拟装置基于神经滑模的自适应补偿控制 被引量：7
2
作者 张文辉 叶晓平 季晓明 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第15期68-72,共5页
针对目前做复杂运动的大中型飞行器地面微重力环境难以实现的问题,提出了新颖的模拟装置,并设计了基于神经滑模的自适应补偿控制方法。该装置采用机械传动、电动机驱动和气悬浮的组合方式来实现做复杂运动的三维模拟。采用气悬浮来被动... 针对目前做复杂运动的大中型飞行器地面微重力环境难以实现的问题,提出了新颖的模拟装置,并设计了基于神经滑模的自适应补偿控制方法。该装置采用机械传动、电动机驱动和气悬浮的组合方式来实现做复杂运动的三维模拟。采用气悬浮来被动实现平面二维随动,采用力反馈的主动控制补偿技术来实现竖直方向升降。在考虑到精确模型无法获得及存在摩擦干扰的情况下,神经滑模控制策略能够保证控制系统的鲁棒性,设计的自适应神经网络控制器能够在线学习未知不确定上界,降低滑模'抖振'。仿真表明了所设计的试验系统能够满足三维运动要求,达到了较高模拟精度,对于复杂空间运动的飞行器微重力模拟具有重要工程价值。 展开更多
关键词 三维微重力 地面模拟系统 神经网络 滑模控制
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空间微重力地面模拟试验系统智能控制器设计 被引量：7
3
作者 齐乃明 张文辉 +1 位作者 马静 霍明英 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期17-21,共5页
为解决做复杂运动的大中型空间飞行器地面微重力模拟试验问题,提出一种新的三维空间微重力地面模拟系统.该系统采用机械传动、电机驱动和气悬浮的组合方式来实现三维空间复杂运动微重力环境的模拟,通过力反馈控制方式来实时抵消目标的重... 为解决做复杂运动的大中型空间飞行器地面微重力模拟试验问题,提出一种新的三维空间微重力地面模拟系统.该系统采用机械传动、电机驱动和气悬浮的组合方式来实现三维空间复杂运动微重力环境的模拟,通过力反馈控制方式来实时抵消目标的重力.考虑到非线性驱动影响及机械传动部件的摩擦干扰,采用神经网络智能控制策略来自适应学习并补偿不确定影响.实验结果表明,所设计的试验系统具有重量轻、使用方便及模拟精度高等优点. 展开更多
关键词 三维微重力 地面模拟系统 神经网络 滑膜控制
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空间零重力地面模拟系统的滑模变结构控制 被引量：4
4
作者 齐乃明 高九州 +1 位作者 周启航 张文辉 《自动化与仪表》 北大核心 2011年第10期1-3,7,共4页
针对做复杂运动的飞行器地面微重力试验环境模拟困难的问题,设计了一种新的空间微重力地面模拟系统。该系统采用剪式传动、轴承导向、电机驱动和气悬浮的组合方式来实现复杂运动微重力环境的模拟,通过力反馈控制方式来实时抵消目标的重... 针对做复杂运动的飞行器地面微重力试验环境模拟困难的问题,设计了一种新的空间微重力地面模拟系统。该系统采用剪式传动、轴承导向、电机驱动和气悬浮的组合方式来实现复杂运动微重力环境的模拟,通过力反馈控制方式来实时抵消目标的重力。首先建立系统动力学模型,考虑到试验目标本体等非线性驱动及模型本身的不确定及摩擦干扰,该控制策略采用滑模变结构控制来补偿非线性因素的影响,滑模面采用积分型切换函数从而降低了抖振,保证了系统的鲁棒性。实验结果表明,该地面试验装置对于三维空间微重力模拟能达到较高精度,且控制方法简单,易于实现,具有很高的工程应用价值。 展开更多
关键词 三维微重力 地面模拟系统 滑模控制
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反演设计的三维空间微重力模拟系统控制系统
5
作者 江洁 林森海 +3 位作者 姚春红 张文辉 陈荣昌 朱银法 《中国工程机械学报》 北大核心 2017年第4期305-309,317,共6页
针对目前做复杂运动的大中型飞行器地面微重力环境难以实现的问题,设计了新颖的模拟装置,并提出了基于反演的自适应补偿控制方法.该装置采用剪式升降系统、轴承导向系统、电机驱动系统、气悬浮系统等组合的方式来实现复杂运动的三维微... 针对目前做复杂运动的大中型飞行器地面微重力环境难以实现的问题,设计了新颖的模拟装置,并提出了基于反演的自适应补偿控制方法.该装置采用剪式升降系统、轴承导向系统、电机驱动系统、气悬浮系统等组合的方式来实现复杂运动的三维微重力模拟.该系统采用气悬浮方法来实现二维平面随动,采用力反馈的主动控制方法来补偿重力,实现竖直方向升降.在考虑系统精确模型难以获得及存在外界干扰的情况下,提出了基于后推的自适应控制方法保证了系统的鲁棒性,设计了自适应控制律,实现了对系统不确定模型的实时估计.试验表明,在目标重力突变的情况下,控制系统依然能达到较高模拟精度,对于复杂空间运动的飞行器微重力模拟具有重要工程价值. 展开更多
关键词 三维微重力 地面模拟系统 反演设计 自适应控制
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基于状态反馈法的空间机械臂地面微重力模拟装置滑模变结构控制
6
作者 姚欣 张文辉 +2 位作者 蒋黎红 王超 戚焜 《丽水学院学报》 2018年第5期60-63,共4页
针对做复杂运动的空间机械臂地面微重力试验环境模拟困难的问题,设计了一种基于滑模变结构控制的空间机械臂地面微重力模拟装置。该系统采用剪式升降机构、滚珠丝杠、压力传感器、伺服电机和气体轴承的组合方式来实现三维空间随动运动,... 针对做复杂运动的空间机械臂地面微重力试验环境模拟困难的问题,设计了一种基于滑模变结构控制的空间机械臂地面微重力模拟装置。该系统采用剪式升降机构、滚珠丝杠、压力传感器、伺服电机和气体轴承的组合方式来实现三维空间随动运动,通过支持力抵消空间机械臂重力来实现无重力下的性能测试。利用接触力模型建立系统动力学方程,考虑到空间机械臂非线性运动及模拟装置自身摩擦干扰,设计基于状态反馈的滑模变结构控制器,保证了控制系统鲁棒性。仿真表明,所设计的控制装置能够达到较高精度且使用方便,对于空间机械臂三维空间微重力模拟具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 空间机械臂 三维微重力 地面模拟系统 滑模变结构控制
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蒸汽腔立体监测技术在SAGD开发中的应用 被引量：7
7
作者 辛坤烈 《中外能源》 CAS 2018年第9期43-51,共9页
在蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开发中,有效监测蒸汽腔的发育形态,对生产动态调控、剩余油挖潜、延长SAGD开发生命周期及开发效果评价具有重要意义。辽河油田经过十余年的SAGD开发实践,不断摸索研究,利用超稠油油藏SAGD开发前后温度场、微... 在蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开发中,有效监测蒸汽腔的发育形态,对生产动态调控、剩余油挖潜、延长SAGD开发生命周期及开发效果评价具有重要意义。辽河油田经过十余年的SAGD开发实践,不断摸索研究,利用超稠油油藏SAGD开发前后温度场、微重力场及地震速度场等方面参数的变化,建立了以观察井温度监测、时移微重力及四维地震等开发地球物理技术为主体的SAGD蒸汽腔立体监测技术,实现了SAGD蒸汽腔由单一技术向多技术监测、由单点向点-面-体立体监测、由定性静态描述向定量动态预测的转变。该立体监测技术可以较好地判断蒸汽腔扩展形态,计算蒸汽腔扩展速度及高度,辅助判断SAGD开发阶段,准确判断沉积微相、隔夹层及注采关系等因素对蒸汽腔扩展规律的控制。该立体监测技术在SAGD生产动态调控及开发调整方面也取得了较好的应用效果。 展开更多
关键词 立体监测技术 SAGD 蒸汽腔 观察井 时移微重力 四维地震
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模拟微重力条件下心肌细胞的体外三维固定化培养 被引量：6
8
作者 刘兴茂 刘红 +1 位作者 熊福银 陈昭烈 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 2003年第5期91-94,共4页
观察心肌细胞体外培养形成三维 (3D)组织结构的能力和过程及心肌细胞在模拟微重力状态下的 3D固定化培养效果。应用酶消化法从新生的乳鼠心室肌组织获取心肌细胞 ,以Cytodex 3为心肌细胞的 3D固定化培养载体 ,将心肌细胞固定化培养于Spi... 观察心肌细胞体外培养形成三维 (3D)组织结构的能力和过程及心肌细胞在模拟微重力状态下的 3D固定化培养效果。应用酶消化法从新生的乳鼠心室肌组织获取心肌细胞 ,以Cytodex 3为心肌细胞的 3D固定化培养载体 ,将心肌细胞固定化培养于Spinner flask中 ,用扫描电镜观察心肌细胞体外培养形成的 3D组织结构 ;以心肌细胞的代谢效率和细胞搏动强度为观察指标 ,比较心肌细胞在Spinner flask及HARV(highaspectratevessel)生物反应器中 3D固定化培养的差异。结果显示 ,心肌细胞不仅能贴附于Cytodex 3上生长 ,且形成了具有同步自律收缩的 3D组织样结构 ;心肌细胞在两种不同培养体系中的细胞接种效率和细胞形态没有明显差异 ,培养于HARV中的心肌细胞的代谢效率和细胞搏动强度均明显高于Spinner flask培养体系。体外培养的乳鼠心肌细胞具有形成同步自律收缩的 3D组织结构的能力 ;模拟微重力的培养环境有利于改善心肌细胞 展开更多
关键词 心肌细胞 三维培养 组织工程 生物反应器 微重力 细胞培养
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半浮区液桥热毛细振荡流 被引量：2
9
作者 唐泽眉 阿燕 胡文瑞 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第4期415-422,共8页
采用非定常、三维直接数值模拟方法研究大Pr数半浮区液桥热毛细对流从定常流向振荡流的过渡过程．文中详细描述了热毛细振荡流的起振和振荡特征，给出了液桥横截面上振荡流的流场和温度分布．在地面引力场条件下计算的结果与地面实验的... 采用非定常、三维直接数值模拟方法研究大Pr数半浮区液桥热毛细对流从定常流向振荡流的过渡过程．文中详细描述了热毛细振荡流的起振和振荡特征，给出了液桥横截面上振荡流的流场和温度分布．在地面引力场条件下计算的结果与地面实验的结果进行比较，得出液桥水平截面上的流场和温度分布图样以一定的速度旋转，自由表面固定点处流体的环向流速正、负交替变化的一致结论． 展开更多
关键词 热毛细对流 微重力 流体力学 半浮区 液桥
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微重力条件下心肌细胞在聚羟基乙酸纤维支架上的三维固定化培养
10
作者 刘兴茂 陈昭烈 +1 位作者 刘红 熊福银 《生物技术通报》 CAS CSCD 2003年第5期31-35,共5页
以 1d龄Wistar乳鼠的心室肌组织为心肌细胞的来源 ,采用胰蛋白酶消化及细胞差速贴壁分离心肌细胞 ,以未经修饰和经鼠尾胶原溶液浸泡修饰的聚羟基乙酸 (polyglycolicacid ,PGA)纤维支架作为心肌细胞体外三维 (3D)固定化培养的支架 ,比较... 以 1d龄Wistar乳鼠的心室肌组织为心肌细胞的来源 ,采用胰蛋白酶消化及细胞差速贴壁分离心肌细胞 ,以未经修饰和经鼠尾胶原溶液浸泡修饰的聚羟基乙酸 (polyglycolicacid ,PGA)纤维支架作为心肌细胞体外三维 (3D)固定化培养的支架 ,比较心肌细胞在静置培养体系及微重力培养体系下的生长、形态和收缩状况。心肌细胞在未经处理的PGA纤维支架 3D固定化培养时 ,心肌细胞在其上的分布不均匀 ,大部分心肌相互连接形成球状聚集体 ;PGA纤维支架经鼠尾胶原溶液浸泡处理后 ,心肌细胞在其上的分布较为均匀 ,细胞形态多呈梭形或不规则状 ,心肌细胞自律性搏动的幅度加大。在模拟微重力培养条件下 ,心肌细胞在经鼠尾胶原溶液浸泡修饰的PGA纤维支架上的分布更为均匀 ,心肌细胞形成具有自律性同步收缩特性、面积约为 15mm2 的类组织样 展开更多
关键词 微重力 心肌细胞 聚羟基乙酸纤维支架 三维固定化培养
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