吴宏宇
- 作品数：7 被引量：31H指数：5
- 供职机构：北京航空航天大学机械工程及自动化学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术语言文字更多>>
- 新型着陆器单腿动力学仿真模型碰撞参数修正被引量：3
- 2018年
- 建立新型着陆器的单腿动力学仿真模型,着陆器与着陆面的碰撞采用非线性阻尼弹簧模型模拟。出于提高仿真模型计算结果准确性的目的,参照装有单套着陆缓冲机构的着陆器物理样机的冲击试验结果,对非线性阻尼弹簧碰撞模型中的刚度系数、阻尼系数和非线性指数进行修正。为了提高模型修正的计算效率,构造出能准确反映仿真结果相对于试验结果误差值的Kriging代理模型,并应用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),以最小化Kriging代理模型计算出的误差值作为目标,实现非线性阻尼弹簧碰撞模型的参数修正。将修正后的参数代入仿真模型进行验证,相比于冲击试验结果,新模型计算出的着陆器主体下降距离与投放高度之差误差由修正前的29.4%降低到5.9%,辅助支柱最大缓冲行程误差由修正前的24.7%降低到8.4%。
- 吴宏宇王春洁丁建中王巨涛满剑锋罗敏
- 关键词：动力学分析模型修正多目标优化
- 着陆姿态不确定下的着陆器缓冲机构优化设计被引量：10
- 2018年
- 以某型着陆器为研究对象,建立其软着陆过程的动力学仿真模型,并结合Monte Carlo法研究不确定着陆姿态下的某型软着陆性能。然后,分析着陆器的软着陆性能与其缓冲机构构型参数之间的相关关系,并基于实验设计方法与动力学仿真模型得到样本点,建立以着陆器缓冲机构构型参数和着陆姿态参数为输入、软着陆性能指标值为输出的响应面模型。最后,基于响应面模型,考虑着陆器姿态的不确定性,运用结合第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)和多岛遗传算法(MIGA)的分级优化方法实现了着陆器缓冲机构的优化计算,得到了最佳缓冲机构构型参数。通过仿真模型校验,优化后着陆器的抗翻倒能力与底面抗损坏能力分别提升了3.546%和5.140%。
- 吴宏宇王春洁王春洁丁建中董洋满剑锋
- 关键词：着陆缓冲动力学分析
- 两种着陆模式下的着陆器缓冲机构构型优化被引量：12
- 2017年
- 分别建立了着陆器在非0高度关机着陆模式下、触地关机着陆模式下的动力学仿真模型。基于仿真模型,应用全因子实验设计方法分析了着陆器在两种着陆模式下的软着陆性能,得到了软着陆极恶劣工况。为了获得软着陆性能最佳的着陆器设计方案,研究了着陆缓冲机构构型参数对软着陆性能的影响。结合仿真模型与实验设计方法获取样本点,构造了极恶劣工况下描述软着陆性能指标值、着陆缓冲机构构型参数之间映射关系的响应面模型。之后利用响应面模型与第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)实现了着陆缓冲机构构型参数的优化。将优化后的参数代入仿真模型验证,着陆器在两种着陆模式下的抗翻倒能力、底面抗损坏能力均得到提升。
- 吴宏宇王春洁丁宗茂丁建中刘学翱
- 关键词：动力学分析优化设计
- 基于多工况的新型着陆器软着陆性能优化被引量：8
- 2017年
- 以新型腿式着陆器为研究对象,建立其刚柔耦合动力学分析模型,实现着陆器软着陆过程的仿真。通过仿真计算,确定着陆器最易翻倒、底面最易与星球表面岩石碰撞、主体承受最大碰撞力的3组恶劣着陆工况。分析着陆器缓冲机构构型选取设计变量,基于仿真得到的3组恶劣工况,应用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)实现着陆器软着陆性能的优化,优化目标为增强着陆器抗翻倒能力、降低着陆器底面与星球表面岩石碰撞的可能性、降低着陆器主体最大受力值。将优化所得参数代入模型重新进行仿真,着陆器不再发生翻倒,着陆平台底面与星球表面最小距离提高4.2%,主体最大受力值降低12.1%。
- 吴宏宇王春洁丁建中满剑锋罗敏
- 关键词：刚柔耦合模型动力学分析多目标优化
- 着陆器变阻尼缓冲器性能分析及参数优化被引量：5
- 2018年
- 为了分析带有变阻尼缓冲器的典型腿式着陆器软着陆性能,建立了着陆器的整机动力学仿真模型。结合仿真模型与蒙特卡罗法分析了着陆器在不确定着陆工况下的软着陆性能,验证了变阻尼缓冲器应用在着陆器中的可行性。基于动力学仿真模型和优化拉丁超立方实验设计抽取样本点,构造了描述变阻尼缓冲器缓冲特性参数、着陆工况参数与软着陆性能指标值之间映射关系的不完全三阶多项式响应面代理模型。为了得到性能最佳的变阻尼缓冲器,结合响应面模型、蒙特卡罗法与第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对变阻尼缓冲器的缓冲特性参数进行了优化。通过仿真模型验证,优化后的变阻尼缓冲器使着陆器的软着陆性能得到提升。
- 刘学翱吴宏宇王春洁王春洁丁建中
- 关键词：动力学分析蒙特卡罗法多目标优化
- 触地关机模式下的着陆器软着陆稳定性研究被引量：5
- 2019年
- 以触地关机软着陆模式下的某型着陆器为研究对象,建立其软着陆过程的动力学仿真模型。基于仿真模型,结合优化方法与多岛遗传算法(MIGA)确定了着陆器的极恶劣地形工况参数,并利用径向基函数(RBF)神经网络建立了反映极恶劣工况下着陆器速度参数与稳定性指标值之间映射关系的代理模型。将着陆器速度参数做离散化处理得到样本点,利用神经网络模型计算了各样本点对应的软着陆稳定性指标值,基于计算结果给出了各项软着陆稳定性指标的云图和三维速度稳定性边界,并得到了综合各项稳定性指标的着陆器速度稳定性边界。分析结果可直观地确定保证着陆器安全着陆的速度取值范围,为着陆器速度的合理控制提供参考。
- 董洋王春洁吴宏宇丁宗茂满剑锋
- 关键词：软着陆径向基函数(RBF)神经网络
- 探测器触地关机软着陆稳定性分析被引量：2
- 2018年
- 深空探测器软着陆过程中发动机未能正常关闭将极大降低其软着陆稳定性,因此引入了触地关机着陆方案。针对触地关机方案,建立了腿式探测器动力学分析模型及发动机推力控制模型。考虑着陆环境与探测器着陆状态的不确定性,采用蒙特卡罗模拟分别对探测器在主发动机关闭失败时、触地关机着陆方案下、带有姿态控制的触地关机着陆模式下的软着陆稳定性进行了分析。采用描述性采样方法抽取样本点,基于均值估计相对误差建立模拟终止准则,在保证模拟精度的前提下提高蒙特卡罗模拟效率。计算并对比了3种着陆方式下探测器软着陆可靠度,触地关机方案可在主发动机关闭失败后将探测器稳定着陆可靠度提升11.6%,姿态控制的引入可进一步将安全着陆的可靠度提升9.7%。
- 丁宗茂王春洁吴宏宇丁建中郭璠
- 关键词：深空探测器动力学分析稳定性分析蒙特卡罗模拟
