一、变质量挠性体动力学普遍方程(Ⅰ)（论文文献综述）
杨帅[1]（2018）在《基于变长度单元的轴向移动自转梁动力学建模与分析》文中提出轴向移动自转梁,即同时做轴向移动和自转运动的梁,在一些工程领域中,有着广泛的应用,如用于月球表面土壤采样的钻取式自动采样机构,石油工业中的钻井系统。轴向移动自转梁的受力状况一般比较复杂,同时发生着轴向拉压、弯曲和扭转变形。从本质上讲,轴向移动自转梁动力学问题可归结为做自转运动的变质量圆截面梁动力学问题。目前和轴向移动自转梁有关的动力学研究,主要采用结构动力学方法,以梁的振动和稳定性问题为主。由于实际的机构产品往往承担着实现特定宏观运动和传递载荷的功能,在产品设计过程中,通常需要建立其柔性多体动力学模型。文献中和轴向移动自转梁有关的结构动力学模型并不能满足机构产品柔性多体动力学建模的需求,具有一定的局限性。本文以轴向移动自转梁为研究对象,基于绝对节点坐标法和欧拉-伯努利梁、瑞利梁两种梁动力学理论,采用任意拉格朗日-欧拉描述,先后提出了两种考虑自转效应的变长度梁单元,分别为变长度欧拉梁轴单元和变长度瑞利梁轴单元。现有的基于绝对节点坐标法的变长度索梁类单元均忽略了梁截面绕中心轴线的转动,即梁的自转效应,难以用于轴向移动自转梁的动力学建模与分析。本文首先在一维移动介质单元的基础上,将单元截面绕中心轴线的转角引入到描述单元运动的参数中,并将该角度在节点处的取值引入到单元的节点坐标中,单元内部的截面转角可通过一阶多项式用两个节点处的转角进行插值,由此形成的单元即变长度欧拉梁轴单元。通过收缩柔性摆的自由下落过程分析,一端固定一端自由的圆柱轴扭转自由振动分析,以及在轴向移动和转动的集中力作用下自转轴的动力学响应分析三种典型动力学问题,验证了该单元在用于做自转运动的变质量细长圆截面梁动力学建模时的正确性。变长度欧拉梁轴单元由于仅使用一阶多项式对单元内部的截面转角进行插值,单元内部的转角变化率不能随位置的不同而发生变化,且相邻单元公共节点处的转角变化率和扭矩的连续性也难以保证,所以描述梁的扭转效应的能力相对较弱。针对这一缺点,通过将节点处截面转角变化率也引入到单元节点坐标中,并使用三阶多项式插值表示单元内部的截面转角,可对单元做一定的改进。圆柱轴扭转自由振动分析的结果表明,改进后的单元描述圆截面梁扭转效应的能力相比原单元有了显着提高。使用该单元对文献中的轴向移动自转悬臂欧拉梁进行动力学分析得到的结果,与文献中基于哈密顿原理和伽辽金法得到的结果基本一致,进一步验证了该单元在用于做自转运动的变质量细长圆截面梁动力学建模时的正确性。变长度欧拉梁轴单元将单元截面简化为中心轴线上的集中质量点和绕中心轴线的转动惯量,而忽略了截面绕截面中性轴的转动惯量。当梁截面绕截面中性轴的转动惯量较大时,使用该单元进行轴向移动自转梁的动力学分析时,可能会产生较大的误差。为解决这一问题,可在单元中舍弃以上简化,基于瑞利梁理论,通过对单元内每个点上的惯性力虚功积分,得到整个单元的惯性力虚功,由此形成的单元即变长度瑞利梁轴单元。使用该单元对文献中的轴向移动自转悬臂瑞利梁进行动力学分析得到的结果,与文献中基于哈密顿原理和伽辽金法得到的结果基本一致,验证了该单元在用于做自转运动的变质量圆截面梁动力学建模时的正确性。由于瑞利梁理论是比欧拉-伯努利梁理论更一般的梁动力学理论,在梁的长径比比较小的情况下,变长度瑞利梁轴单元相对于变长度欧拉梁轴单元要更加精确可靠,这一结论也可通过对比使用这两种单元得到的同一轴向移动自转悬臂瑞利梁的动力学分析结果后得出。但是,变长度瑞利梁轴单元需要消耗的计算机资源要高于变长度欧拉梁轴单元,因此计算效率较低。本文提出的两种考虑自转效应的变长度梁单元,均能够在一定条件下准确描述做自转运动的变质量圆截面梁的动力学行为,它们为轴向移动自转梁提供了准确有效的多体动力学求解方法。与文献中基于哈密顿原理和伽辽金法给出的轴向移动自转悬臂梁的结构动力学求解方法相比,本文的多体动力学求解方法当受力条件、约束条件等发生变化时,只需对动力学方程和约束方程进行相应的调整即可直接进行求解,因此求解问题的过程更易程序化。实际问题中,可针对具体条件选用不同的单元,在求解精度和求解效率之间取得平衡。本文提出的两种单元丰富了绝对节点坐标法的单元库,使这种柔性多体动力学方法能够应用于更多类型的动力学问题中。本文最后使用变长度欧拉梁轴单元和变长度瑞利梁轴单元,针对在月球表面上获取深层土壤样品的钻取采样装置中的钻杆,开展了动力学分析,并获得了限幅机构对钻杆动力学行为的影响规律。在现有的钻取采样装置地面实验样机上开展的钻杆动力学响应实验的结果表明,实际产品中限幅机构对钻杆动力学行为的影响规律与理论分析得到的规律是基本吻合的,证明了理论分析的正确性。
马驰骋,郭宗和,刘灿昌,代祥俊,张希农,毛伯永[2]（2018）在《变质量弹性梁结构动力学特性》文中研究表明以变质量弹性梁结构为力学模型,利用模态叠加法推导系统的运动方程,分析质量变化引起的非结构阻尼对系统振动的影响,使用自适应Newmark法求解系统的振动响应。设计变质量-弹性梁结构动力学测试试验,通过控制液体的流入流出实现系统质量的变化。采用时频分析技术处理时变系统的非平稳响应信号,在时频域上更全面得到了系统的振动特性。数值仿真和试验结果一致,说明建模以及试验设计的有效性。研究表明:系统质量减小会引起一个非结构负阻尼,对系统的振动影响非常显着,在机械臂等高精度结构设计时,不能忽略该非结构阻尼对系统振动特性的影响。
马驰骋,邵明玉,郭宗和,荆栋,刘灿昌[3]（2017）在《变质量-机械臂结构动力学特性分析》文中研究表明机械臂结构是目前在自动化技术领域中广泛应用的机械装置,其动力学特性分析是结构设计工作的重要组成部分。但由于机械臂通常用来传送物品,被传递物品的质量改变和位置的移动都会对系统的动力学特性产生显着的影响。因而机械臂结构的动力学特性分析一直是机械臂结构设计中的一个难点。针对变质量作用下的弹性梁结构,借助有限元仿真软件ANSYS,建立了变质量弹性结构的有限元力学模型,研究了变质量-弹性梁结构的动力学特性,计算结果与试验结果对比是一致的,说明了本文的计算方法的正确性,可以为机械臂结构整体设计提供依据。
邓明乐[4]（2017）在《液体大幅晃动等效力学模型及航天器刚—液—柔—控耦合动力学研究》文中研究说明现代航天器通常携带大量的液体燃料以及柔性附件,尤其在快速大角度姿态机动、交会对接和变轨等情况下,很可能诱发液体大幅非线性晃动和柔性附件的振动,从而导致航天器系统产生刚-液耦合、刚-液-控耦合、刚-液-柔-控耦合等复杂的耦合动力学效应,并由此对航天器的姿态和位置控制系统产生影响。由于传统的单摆和弹簧质量等线性晃动等效力学模型均基于液体小幅度晃动理论的假设,从而无法准确地反映出液体大幅晃动的动力学行为。本文基于运动脉动球模型,系统地研究了液体大幅晃动类充液柔性航天器的耦合动力学与控制问题。本文的主要研究内容如下:（1）全面系统地介绍了液体大幅晃动等效力学模型的研究进展,在此基础上详细地介绍了运动脉动球模型的理论基础。基于运动脉动球模型推导了航天器刚-液耦合动力学方程,并通过计算机数值仿真结果验证了该模型的正确性和有效性。（2）根据液体大幅晃动实验规律和表面张力会影响液体静平衡位置的现象,对运动脉动球模型进行了两个方面的改进和修正:第一,将有效质量因子引入到运动脉动球模型,用于修正本模型计算得到的液体离心作用力的大小;第二,将静态表面张力引入到运动脉动球模型,用于修正本模型中法向力受表面张力的影响。并且通过数值仿真结果与现有的实验结果的对比,证明了以上改进工作的有效性。（3）基于运动脉动球模型建立了包含多个液体燃料储箱的航天器的刚-液-控耦合动力学模型,并根据Lyapunov理论设计了航天器姿态反馈控制器。对于携带单个储箱的航天器,研究了液体晃动阻尼,姿态机动完成时间和储箱位置对航天器姿态机动过程的影响;对于携带两个储箱的航天器,研究了航天器主旋转轴偏离理想位置时,偏移量对晃动力矩、控制力矩以及对完成姿态机动所需的最小液体晃动阻尼的影响;对于四个储箱航天器,研究了不同的储箱空间布局对完成姿态机动所要求的最小的液体晃动阻尼、晃动力矩和控制力矩的影响。（4）应用运动脉动球模型和上述的航天器姿态反馈控制器以及欧拉-伯努利梁理论,建立了同时包含液体燃料晃动和柔性附件振动的航天器刚-液-柔-控耦合动力学模型。在此基础上,研究了液体晃动和柔性附件振动对主刚体姿态运动的扰动方式、液体燃料和柔性附件之间的动力学耦合行为,以及动力学耦合效应对低韦伯数环境下液体燃料再定位过程的影响。（5）建立了存在燃料消耗过程时液体大幅晃动运动脉动球等效力学模型,在此基础上研究了考虑液体燃料大幅晃动及燃料消耗效应时航天器的位置-姿态跟踪控制问题。探讨了多储箱航天器中可能存在的三种燃料消耗方式对位置-姿态跟踪控制的影响,并且提出了对应的自适应滑模控制方法。通过数值仿真结果证明了所设计的混合控制器不仅能显着地提高位置-姿态跟踪机动的效率,而且能有效地降低控制系统对于不同燃料消耗情况的敏感度,提升控制系统的稳定性。
杨玉梁[5]（2017）在《基于滑模控制的挠性机械臂振动抑制研究》文中认为随着挠性机械臂在工业机器人和航天工程中的广泛应用,对于其振动抑制的研究越来越深入。本课题将对其建模方法以及控制器的设计方面进行深入研究,从而实现对其快速、可靠的控制。本文首先需要对所要研究的挠性臂进行动力学模型的推导。为此根据本文研究挠性臂的性质,将其抽象为Euler-Bernoulli梁。然后,利用Lagrange方程对挠性臂进行动力学模型的推导,通过实际测量的参数,计算得到它的状态空间方程,为后续的研究工作提供理论模型。基于PID控制理论,为挠性机械臂的振动抑制建立了PD控制器。通过对其进行仿真和实际测试,发现它可以快速实现挠性机械臂的定位过程,对挠性机械臂的振动也能起到很好地主动控制和削弱作用,但是超调量较大。其次,通过了解滑模控制基本理论,为挠性机械臂的振动抑制建立滑模控制器。通过对传统滑模控制器的仿真研究,发现它虽然可以很好地实现挠性臂的快速定位,但会引入高频的抖动现象。为此,对传统滑模控制器进行了改进,设计了积分型切换滑模控制器。通过对其进行仿真研究和实际测试,发现它可以在满足定位精度的前提下,对挠性机械臂的振动进行很好地控制,并能抑制高频抖动。然后,通过介绍分数阶微积分基本理论,将其应用到滑模控制器的设计中。为挠性机械臂设计分数阶指数趋近律滑模控制器,通过对其进行仿真研究和实际测试,得出它可以实现快速准确定位,并对挠性机械臂的振动进行很好地抑制,同时也抑制了高频抖动,达到了很好的控制效果。最后,设计了挠性机械臂振动抑制测试平台。在该平台上对各种控制算法的控制效果进行实际测试,并对得到了测试结果进行分析,得出各种控制方法对于挠性机械臂定位控制与振动抑制的优劣。
李明翔[6]（2017）在《航天器空间捕获的姿态稳定与控制方法研究》文中提出航天器在轨服务包括卫星燃料加注、在轨维修和故障部件更换、在轨组装、报废卫星离轨操作和空间碎片清除等。服务航天器在抓捕非合作目标后形成了一个新的空间组合体―组合航天器。由于非合作目标的重量、几何形状等信息无法预先准确知道,组合航天器姿态的稳定与控制首先要解决质量、质心和转动惯量未知不确定性带来的控制鲁棒性问题。本文从组合航天器动力学建模与分析入手,重点研究了转动惯量不确定性、角速度操作约束、控制饱和约束和外部干扰条件下的组合航天器姿态稳定控制问题。论文的主要研究工作和成果如下:建立了含转动惯量不确定性、角速度操作约束、控制饱和约束的组合航天器姿态控制动力学模型。以动量轮力矩控制为条件,将组合航天器抽象为由多个子体和航天器本体组成的多体系统,基于动量矩定理推导了组合航天器一般姿态动力学模型。对比分析了组合前后姿态动力学特性,得出航天器转动惯量不确定性和控制力矩输入干扰的产生机理。在一定的假设下对组合航天器姿态动力学方程进行了简化,并给出了多约束条件下组合航天器姿态控制问题描述。对含转动惯量不确定性、外部干扰和控制饱和约束的组合航天器姿态控制问题,提出了基于约束自适应反步法的姿态控制方法。该方法由反步法和命令滤波法组合而成,命令滤波器不仅可以实现状态和控制量的饱和约束要求,同时还能避免反步法对虚拟控制量的微分问题。为了抑制转动惯量不确定性和外部环境形成的复合干扰力矩,采用径向基神经网络对干扰项进行估计并进行补偿。仿真结果表明,对连续光滑姿态参考输入,约束自适应反步法在满足控制饱和约束条件下能够准确跟踪姿态控制输入。对角速度操作约束的姿态控制问题,提出了约束输入到状态稳定的内外级联式姿态控制方法。约束自适应反步法对突变参考输入会产生很大的姿态角速度,难以满足角速度操作约束要求;径向基神经网络自适应干扰估计也存在常值误差。级联式控制方案有利于消除姿态控制系统外环对内环的不利影响,降低姿态角速度幅值达到满足角速度约束的目的。采用扩张状态观测器对复合干扰进行估计,满足了常值干扰补偿的精度要求,通过观测器增益调整也能够显着减少时变干扰的补偿误差。扩张状态观测器和姿态控制的内外环是相互独立的,形成级联式控制、估计补偿结构,基于输入到状态稳定的理论证明了整个闭环系统是稳定的。仿真表明,该方法解决了约束自适应反步法控制中突变参考输入引起的角速度超限问题,能够同时兼顾对干扰的鲁棒性和精度要求。为了提高姿态控制系统对执行器带宽的鲁棒性,提出了约束双环姿态控制方法。不管是约束自适应反步法姿态控制还是约束输入到状态稳定姿态控制,当执行器带宽降低时会导致闭环系统出现振荡甚至无法稳定的问题,同时采用时变增益的扩张状态观测器的稳定条件比较严格。为了克服这些问题,基于约束自适应反步法提出约束双环姿态控制方法。由于控制器设计不需要递推,消除了控制回路环与环之间的相互耦合影响;对扩张状态观测器时变增益问题,采用浸入与不变性理论设计干扰估计器,能够实现对复合干扰项的准确估计,且结构简单,设计参数少。对比仿真验证结果表明,约束双环姿态控制方法不仅可以保证姿态控制过程中角速度和控制力矩约束,而且提高了系统对执行器带宽的鲁棒性。
刘盼[7]（2016）在《捆绑式运载火箭一体化模型降阶、模态辨识与姿态控制设计》文中进行了进一步梳理随着航天技术的不断发展,运载火箭已由传统的串联模式向捆绑助推器模式转变,特别是随着发射任务对运载能力的需求越来越高,捆绑式运载火箭更是朝着“通用化、模块化、大型化”方向发展,这就对运载火箭的结构动力学建模技术提出了新的要求。对于这种大型柔性航天结构,在结构动力学建模中将其离散化为多自由度系统时,自由度数目通常很大,传统的解析法、半解析法将不再适用,而且捆绑火箭振动模态通常具有低频密集性特点,耦合振动明显,传统的地面试验由于机电信号噪声的影响,使得获得的火箭模态参数容易出现“虚假”数值,增加了模态试验分析的难度。因此有必要开展捆绑火箭的模型降阶技术与模态参数辨识技术研究,使得结构动力学模型阶数得到有效缩减,并且提高运载火箭挠性参数的辨识精度。另一方面,由于捆绑火箭全箭振动形式更加复杂,传统的串联式运载火箭姿态动力学建模方法已经不能有效描述捆绑火箭复杂的姿态运动形式,捆绑火箭的姿态动力学控制设计也变得更加复杂和困难,因此需要对捆绑火箭开展全新的姿态动力学建模与控制器设计研究,来提高姿态动力学模型的准确性和控制器设计的稳定性。本学位论文在国家自然科学基金（11132001,11272202）、上海市教委科研重点项目（14ZZ021）和上海市自然科学基金（14ZR1421000）的资助下,以捆绑式运载火箭为研究对象,分别研究了结构动力学建模与一体化模型降阶方法、模态参数辨识技术、姿态动力学建模方法、控制系统多变量频域设计方法、以及火箭结构动力学与姿态稳定性关系五个方面。主要研究内容和成果总结如下:（1）以捆绑式运载火箭为研究对象,对一体化模型降阶技术进行了深入研究,给出了一个两步模型降阶方法。首先采用双协调自由界面模态综合法对运载火箭有限元模型进行局部降阶,然后采用模态价值分析方法对局部降阶后的模型阶数进一步缩减,得到最终的一体化降阶模型,最后通过数值仿真对所建模型的有效性进行验证。仿真结果表明,双协调自由界面模态综合法的计算精度高于传统的自由界面模态综合法和固定界面模态综合法,在高阶模态频率处优势尤为突出;两步降阶所得到的缩减模型不仅模态阶数更低,而且能够有效地描述原系统的动态特性。（2）对捆绑式运载火箭模态参数的辨识技术进行研究,给出一个基于系统输入和输出数据的结构模态参数辨识方法。首先采用观测器/Kalman滤波器的系统辨识方法（OKID）获取系统的Markov参数,进而采用以加速度计算格式得到的特征系统实现算法（ERA）进行火箭模态参数的识别。研究中分别考虑了三种外部激励形式:白噪声激励、正弦激励、脉冲激励,作为输入信号,加速度传感器测量输出信号。最后仿真结果表明,OKID和ERA方法能够有效地辨识出捆绑式运载火箭的模态参数,且具有很高的辨识精度。该辨识方法可以作为运载火箭地面试验的一种补充验证。（3）对捆绑式运载火箭的非线性耦合姿态动力学建模方法进行了研究,基于多柔体系统动力学建模技术推导了系统的姿态动力学模型。首先对运载火箭进行轨道设计,给出飞行轨道方程,通过弹道仿真计算得到了其飞行轨道各弹道参数;然后推导出了捆绑式运载火箭的非线性耦合姿态动力学方程,并且通过小扰动理论对该动力学方程进行化简和线性化处理,得到了小扰动线性化姿态动力学模型;最后在Adams多体动力学分析软件中对捆绑火箭进行建模和数值仿真,并与小扰动线性化姿态动力学数学模型的数值仿真进行对比分析,验证了本文推导模型的可靠性。（4）以捆绑式运载火箭的小扰动线性化姿态动力学模型为对象,开展了系统的多变量频域设计研究。首先针对姿态动力学模型状态方程的系数矩阵维度过高、传递函数中多项式系数有效位数过低的问题,设计了一种新的高精度广义传递函数计算方法,得到了系统三通道耦合的传递函数矩阵;然后基于逆Nyquist设计思想展开姿态动力学控制器的设计,得到捆绑式运载火箭助推飞行段内各个特征秒点处的姿态控制参数;最后将各秒点控制参数整合,对火箭展开全时域变系数姿态动力学数值仿真,验证了传递函数模型的准确性和姿态控制设计的有效性。（5）针对在串联模式运载火箭姿态控制建模中忽略的刚柔耦合惯性力、过载系数、纵向振动、助推器局部模态这四个因素,本文采用小扰动线性化模型,对四个方面进行研究:首先在模型中考虑和忽略与刚柔耦合惯性力相关的小扰动系数来分别进行频域控制设计和全时域姿态动力学仿真,并对两种情况下系统稳定性进行说明;接着在模型中考虑和忽略与过载相关的小扰动系数来分别进行频域控制设计与全时域姿态动力学仿真,得到过载对系统稳定性的影响;然后在模型中,考虑和忽略弹性振动方程中模态数据的纵向位移分量,在这两种情况下对控制系统进行频域控制和全时域姿态动力学仿真,得出纵向模态对姿态稳定性的影响;最后通过分析各阶模态振型,将助推器局部模态从中挑出,对其进行频域控制设计与全时域姿态动力学仿真,得到助推器局部模态对系统稳定性的影响。
江祺琦[8]（2016）在《起重机多层缠绕卷筒动态受力分析及优化设计》文中研究指明卷扬系统作为起重机的关键部件,因为受力复杂且工作条件差,十分容易出现故障。其卷筒及钢丝绳是卷扬系统的关键部件,一旦出现失效将产生非常严重的后果。目前卷筒失效的原因,在于对卷筒受力情况的分析误差过大。按照传统经验公式计算出的多层缠绕钢丝绳卷筒的受力过于保守,且卷筒由于其工作特性,所受力并非经验公式计算出的定值,而是随着钢丝绳做多层缠绕时的圈数和层数而变化。卷筒结构受力复杂,如果单纯的使用接触方法进行分析,需要考虑各层绳索之间绳索的自接触及其对卷筒受力的影响,大量的自由度和接触使得计算难度大大增加。如果能够建立卷筒在钢丝绳多层缠绕下的力学模型,详细地分析卷筒在多层缠绕时的动态受力分布,将为卷筒壁厚设计,乃至强度计算等提供更精确的设计依据,大大提高卷筒的设计。因此,论文中提出了基于欧拉挠性体摩擦公式,推导至多圈多层,对由于缠绕时筒体变形导致的卸压效应进行分析,对双折线卷筒在直线段、折线段和换层爬升段的受力,通过受力平衡推导其挤压力。研究了卷筒和钢丝绳的变形对受力的影响,进一步分析同层绳的欧拉衰减、多层缠绕的卸压效应及其表达,并对钢丝绳的弹性特性进行描述。对于卷筒设计,结合卷筒壳体特点如卷筒绳槽的影响,给出了卷筒壁厚设计,强度计算和稳定性校核的方法,提出了一般设计步骤,并进一步分析了卷筒在受三向应力状态下的强度计算。最后,以某270T履带式起重机的主卷扬系统以为例,进行了计算分析和优化,结果表明,结构优化后的卷筒端侧面强度降低了24%,满足设计要求,解决了卷筒经常开裂的问题。
吕稀,罗梦翔,蔡国平[9]（2016）在《考虑变质量效应的柔性两级火箭动力学研究》文中研究表明研究了考虑变质量效应的柔性两级火箭的动力学建模问题.首先采用Kane方法和模态截断法建立了变质量柔性体的动力学方程,然后将火箭简化为带喷嘴的梁模型,将变质量柔性体的动力学方程应用到火箭动力学建模过程中,分别推导了针对喷嘴和梁的动力学方程,进而组集得到整个系统的动力学方程.在建模过程中,考虑了外部气动力以及两级火箭级间分离时间间隔的影响.文章最后通过数值仿真揭示了火箭柔性效应对系统特性的影响,以及单级火箭和两级火箭在动力学特性上的差异.
吕稀[10]（2016）在《变质量运载火箭的动力学特性与主动控制研究》文中研究表明随着航空宇航技术的不断发展,运载火箭发射任务的需求趋向多样化。运载火箭作为一个典型的时变系统,燃料燃烧导致的变质量效应对火箭的飞行过程影响巨大。同时,随着火箭尺寸不断增加,柔性变形因素造成火箭刚柔耦合动力学问题突出。为了满足航天发射复杂的任务需求,建立一个考虑变质量效应的柔性火箭动力学模型对于火箭的设计和控制工作极为重要。众所周知,燃料占火箭总质量比例极大。从发射任务经济性以及轨道设计的角度出发看,除了有必要考虑火箭的变质量效应之外,还有必要对燃料的最优控制问题进行深入研究。这样不仅可以满足火箭发射基本任务,同时达到节约燃料的目的。另外,对于火箭这样的时变系统,其飞行过程中的模态参数变化情况对火箭设计和控制工作意义重大。通常情况下,其模态参数辨识工作都是在地面进行的,而在轨状态下的模态参数辨识不仅可以消除地面实验条件的限制,更可以辨识实时的模态参数变化情况。综上所述,变质量效应和柔性因素会对火箭系统的动力学特性造成重要影响,燃料最优控制问题和在轨模态参数辨识问题又是航天器科学与力学领域中的热点与难点问题。因此,开展动力学建模与控制问题和在轨模态参数辨识问题的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本学位论文在国家自然科学基金（11132001,11272202,11472171）、上海市教委科研重点项目（14ZZ021）和上海市自然科学基金（14ZR1421000）的资助下,开展了火箭的动力学与控制问题以及在轨模态参数辨识问题的研究,主要研究内容和成果总结如下:（1）开展了考虑变质量效应的柔性运载火箭动力学模型研究。首先,给出基于Kane方程的变质量质点动力学方程,通过模态截断法,建立变质量柔性体的动力学模型;分解变质量柔性体可以得到平动方程、转动方程和振动方程;然后,将火箭模型简化为喷嘴-梁模型,并分别推导了针对火箭喷嘴和梁的动力学方程,进而组集得到运载火箭整体系统的动力学方程。最后,对单级火箭和两级火箭分别开展数值仿真研究,验证本文理论的有效性。数值仿真结果显示,本论文所建立的考虑变质量效应柔性火箭动力学模型能够有效地描述火箭的飞行过程。（2）开展了运载火箭燃料最优控制问题的研究。首先,在燃料消耗速率保持不变的前提下,将运载火箭燃料最优控制问题等效成时间最优控制问题,给出运载火箭时间最优控制问题下的性能指标;由火箭飞行过程的起始状态和达到预定轨道的末端状态得到控制问题的初始条件和终端条件;基于两点边界值法,通过推导Hamiltonian函数,建立起一个完整的两点边界值问题;最后,通过数值仿真求解此两点边界值问题,得到了在燃料最优控制情况下单级火箭和两级火箭的控制律和以及相关飞行轨迹。将优化得到的火箭发动机摆角规律施加在第二章中火箭动力学模型上,将优化之后与未经过优化的飞行数据进行对比,验证了两点边界值模型解决火箭燃料最优控制问题的有效性。（3）开展了运载火箭频率参数辨识问题的研究。首先,通过本文第二章所建考虑变质量效应柔性火箭动力学模型的求解,得到了运载火箭飞行过程中各点的输出数据,同时已知火箭的输入的推力数据;然后将输入输出数据带入到OKID法,求解得到火箭的脉冲响应数据,再将这些脉冲响应数据带入ERA法进行辨识计算,便得到了随着时间变化的频率参数;最后,将所得频率参数变化数据拟合成曲线,并与第二章所建动力学模型的振动频率随着时间变化规律进行对比。对比结果显示,ERA法的辨识结果与第二章动力学模型所得结果相符合,这不仅仅验证了变质量柔性火箭动力学模型的正确性,同时也验证了通过ERA法辨识频率参数理论的正确性。
二、变质量挠性体动力学普遍方程(Ⅰ)（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、变质量挠性体动力学普遍方程(Ⅰ)（论文提纲范文）
（1）基于变长度单元的轴向移动自转梁动力学建模与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轴向移动梁和自转梁动力学研究现状 |
| 1.2.2 柔性多体动力学研究现状 |
| 1.2.3 绝对节点坐标法索梁类单元研究现状 |
| 1.2.4 月面深层采样钻杆动力学研究现状 |
| 1.3 现状简析及研究目标 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 轴向移动自转欧拉梁动力学建模方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 变长度欧拉梁轴单元的建立 |
| 2.2.1 单元的运动和变形描述 |
| 2.2.2 单元上的虚功 |
| 2.3 变质量圆截面梁的动力学方程 |
| 2.4 单元的验证 |
| 2.4.1 单元处理拉伸和弯曲能力的验证 |
| 2.4.2 单元处理扭转能力的验证 |
| 2.4.3 单元的综合验证 |
| 2.5 单元处理扭转能力的提升 |
| 2.5.1 单元的改进 |
| 2.5.2 单元的验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 轴向移动自转悬臂欧拉梁的动力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物理模型定义 |
| 3.3 动力学模型的建立 |
| 3.4 梁的动力学分析 |
| 3.4.1 基础分析 |
| 3.4.2 加速度对梁动力学行为的影响 |
| 3.4.3 弹性模量对梁动力学行为的影响 |
| 3.4.4 梁的横向位移中拍现象的原因分析 |
| 3.4.5 轴向速度对梁动力学行为的影响 |
| 3.4.6 自转速度对梁动力学行为的影响 |
| 3.4.7 非匀速自转运动对梁动力学行为的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 轴向移动自转瑞利梁动力学建模方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 瑞利梁的运动和变形描述 |
| 4.3 变长度瑞利梁轴单元的建立 |
| 4.3.1 单元的运动描述 |
| 4.3.2 单元上的虚功 |
| 4.4 变质量圆截面梁的动力学方程 |
| 4.5 单元处理扭转能力的验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 轴向移动自转悬臂瑞利梁的动力学分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 物理模型定义 |
| 5.3 动力学模型的建立 |
| 5.4 梁的动力学分析及瑞利单元的验证 |
| 5.4.1 基础分析 |
| 5.4.2 自转速度对梁动力学行为的影响 |
| 5.4.3 梁的横向位移中拍现象的原因分析 |
| 5.5 欧拉单元和瑞利单元结果的比较 |
| 5.5.1 基础分析 |
| 5.5.2 自转速度对梁动力学行为的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 深层采样钻杆动力学分析与实验验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 物理模型定义 |
| 6.3 钻杆动力学分析 |
| 6.4 钻杆动力学响应实验 |
| 6.4.1 实验目的 |
| 6.4.2 实验平台 |
| 6.4.3 实验结果及分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）变质量弹性梁结构动力学特性（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 数学模型 |
| 2 自适应New m ark法 |
| 3 数值仿真 |
| 4 试验研究 |
| 5 时频响应分析 |
| 6 结论 |
（4）液体大幅晃动等效力学模型及航天器刚—液—柔—控耦合动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 液体晃动动力学研究 |
| 1.2.1 实验研究 |
| 1.2.2 数值研究 |
| 1.2.3 理论研究 |
| 1.3 液体晃动等效力学模型 |
| 1.3.1 小幅晃动等效力学模型 |
| 1.3.2 大幅晃动等效力学模型 |
| 1.4 充液航天器耦合动力学研究 |
| 1.4.1 航天器刚-液耦合动力学问题 |
| 1.4.2 航天器刚-液-控耦合动力学问题 |
| 1.4.3 航天器刚-液-柔-控耦合动力学问题 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 液体大幅晃动等效力学模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 小幅晃动等效力学模型 |
| 2.3 大幅晃动等效力学模型 |
| 2.4 运动脉动球模型 |
| 2.4.1 动坐标系下液体反作用力和力矩的计算 |
| 2.4.2 等效力学模型运动方程 |
| 2.4.3 液体作用反力和力矩的表示方法 |
| 2.5 仿真示例 |
| 2.5.1 示例1 |
| 2.5.2 示例2 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 液体大幅晃动类刚-液耦合研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 进一步发展和改进的运动脉动球模型 |
| 3.2.1 有效质量因子 |
| 3.2.2 静态表面张力 |
| 3.2.3 改进的大幅晃动等效力学模型 |
| 3.3 仿真结果 |
| 3.3.1 章动规避机动 |
| 3.3.2 平旋机动 |
| 3.3.3 起旋机动 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 多储箱航天器大幅晃动动力学研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多储箱航天器动力学模型以及姿态反馈控制器设计 |
| 4.2.1 多储箱航天器动力学模型 |
| 4.2.2 姿态反馈控制器设计 |
| 4.3 单储箱航天器仿真结果 |
| 4.3.1 仿真参数的选取 |
| 4.3.2 仿真结果 |
| 4.4 两储箱航天器仿真结果 |
| 4.4.1 仿真参数的选取 |
| 4.4.2 仿真结果 |
| 4.5 四储箱航天器仿真结果 |
| 4.5.1 仿真参数的选取 |
| 4.5.2 仿真结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 液体大幅晃动类刚-液-柔-控耦合动力学研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 耦合系统动力学方程 |
| 5.2.1 运动脉动球模型动力学方程 |
| 5.2.2 柔性附件动力学方程 |
| 5.2.3 姿态反馈控制器设计 |
| 5.2.4 耦合系统仿真计算流程 |
| 5.3 仿真结果 |
| 5.3.1 仿真参数的选取 |
| 5.3.2 液体和柔性体对刚体姿态运动的影响 |
| 5.3.3 液体和柔性体之间的动力学耦合行为 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 考虑液体燃料消耗的航天器动力学研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统模型和运动方程 |
| 6.3 含燃料消耗的脉动球运动方程 |
| 6.4 自适应滑模控制器 |
| 6.4.1 滑模控制器设计 |
| 6.4.2 自适应算法设计 |
| 6.5 数值仿真计算 |
| 6.5.1 设计参数的选取 |
| 6.5.2 控制效果对比仿真结果 |
| 6.5.3 不同燃料消耗方式的仿真结果 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）基于滑模控制的挠性机械臂振动抑制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 挠性臂建模的研究现状 |
| 1.2.2 挠性臂控制器的设计 |
| 1.2.3 滑模控制的发展现状 |
| 1.3 主要研究内容以及章节安排 |
| 第2章 挠性臂建模分析及PID控制器的设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 挠性臂模型分析 |
| 2.3 挠性臂建模分析 |
| 2.3.1 挠性臂变形的分析 |
| 2.3.2 动力学方程的建立 |
| 2.4 PID控制器原理 |
| 2.4.1 模拟PID控制器 |
| 2.4.2 数字PID控制器 |
| 2.5 仿真及实验分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 挠性臂滑模控制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 滑模控制基本原理 |
| 3.2.1 滑模控制的基本概念 |
| 3.2.2 滑动模态存在及到达条件 |
| 3.2.3 滑模运动的稳定性 |
| 3.3 滑模运动的动态品质 |
| 3.4 滑模控制的设计 |
| 3.4.1 切换函数的选择 |
| 3.4.2 变结构控制的求取 |
| 3.5 滑模控制器的设计 |
| 3.5.1 切换滑模控制器 |
| 3.5.2 指数趋近滑模控制器 |
| 3.5.3 积分型切换滑模设计 |
| 3.6 实验分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 挠性臂分数阶滑模研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 分数阶微积分基本理论 |
| 4.2.1 分数阶微积分定义 |
| 4.2.2 分数阶微积分的性质 |
| 4.2.3 分数阶的拉普拉斯变换 |
| 4.2.4 分数阶系统的描述方式 |
| 4.3 分数阶数值实现方法 |
| 4.4 分数阶滑模控制 |
| 4.4.1 分数阶滑模趋近律 |
| 4.4.2 分数阶滑模控制律 |
| 4.5 挠性臂分数阶滑模设计 |
| 4.6 实验分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 挠性臂的实验平台设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 挠性臂实验平台总体设计 |
| 5.3 伺服板卡设计 |
| 5.3.1 核心板构成 |
| 5.3.2 扩展板设计 |
| 5.4 实验平台软件设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）航天器空间捕获的姿态稳定与控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 组合航天器动力学建模与分析研究现状 |
| 1.2.1 组合航天器建模现状 |
| 1.2.2 模型参数辨识 |
| 1.3 组合航天器姿态控制 |
| 1.3.1 参数不确定性研究现状 |
| 1.3.2 输入约束研究现状 |
| 1.3.3 状态约束研究现状 |
| 1.3.4 状态与输入约束研究现状 |
| 1.4 关键问题及内容安排 |
| 1.4.1 关键问题 |
| 1.4.2 章节安排 |
| 第2章 组合航天器姿态动力学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系定义及姿态描述 |
| 2.2.1 常用坐标系定义 |
| 2.2.2 坐标系变换 |
| 2.2.3 姿态运动学描述 |
| 2.3 组合体航天器姿态动力学模型建立 |
| 2.3.1 基本概念和定理 |
| 2.3.2 姿态动力学模型 |
| 2.3.3 姿态动力学模型讨论 |
| 2.4 组合前后航天器姿态动力学模型对比分析 |
| 2.5 组合航天器姿态动力学模型及控制问题 |
| 2.5.1 姿态动力学模型 |
| 2.5.2 控制问题描述 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 约束自适应反步姿态控制 |
| 3.1 自适应反步法理论 |
| 3.2 命令滤波反步法 |
| 3.3 约束自适应反步法 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 约束处理 |
| 3.3.3 神经网络 |
| 3.3.4 约束自适应反步法 |
| 3.4 仿真验证 |
| 3.4.1 前置滤波模式 |
| 3.4.2 无前置滤波模式 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 约束输入到状态稳定姿态控制 |
| 4.1 输入到状态稳定理论 |
| 4.1.1 基本概念 |
| 4.1.2 级联系统 |
| 4.1.3 微分输入到状态稳定性 |
| 4.2 扩张状态观测器 |
| 4.2.1 基本概念 |
| 4.2.2 稳定性 |
| 4.3 约束输入到状态稳定姿态控制器设计 |
| 4.3.1 扩张状态观测器设计 |
| 4.3.2 姿态控制器设计 |
| 4.4 仿真验证 |
| 4.4.1 仿真结果 |
| 4.4.2 时变增益与常值增益 |
| 4.4.3 存在的问题 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 约束双环姿态控制 |
| 5.1 浸入与不变性 |
| 5.1.1 浸入与不变性理论 |
| 5.1.2 干扰估计器及稳定性 |
| 5.1.3 自适应估计和浸入与不变性估计 |
| 5.2 约束双环姿态控制器设计 |
| 5.2.1 浸入与不变性估计器设计 |
| 5.2.2 姿态控制器设计 |
| 5.3 仿真验证 |
| 5.3.1 高带宽下的性能 |
| 5.3.2 带宽降低的性能 |
| 5.3.3 控制器参数摄动 |
| 5.3.4 约束类控制器比较 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表论文和教育科研情况说明 |
（7）捆绑式运载火箭一体化模型降阶、模态辨识与姿态控制设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 国内外运载火箭设计与发展趋势 |
| 1.1.2 运载火箭相关问题阐述 |
| 1.2 相关领域研究进展 |
| 1.2.1 结构动力学相关领域研究现状 |
| 1.2.2 姿态动力学相关领域研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第二章 捆绑式运载火箭一体化模型降阶理论与研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 捆绑式运载火箭的一体化模型降阶 |
| 2.2.1 基于双协调自由界面模态综合法的局部降阶 |
| 2.2.2 基于模态价值降阶准则的整体降阶 |
| 2.3 数值仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 捆绑式运载火箭的模态参数辨识技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 捆绑式运载火箭动力学模型 |
| 3.3 参数辨识技术理论 |
| 3.3.1 OKID系统辨识基本理论 |
| 3.3.2 基于加速度格式的特征系统算法实现 |
| 3.4 捆绑式运载火箭参数辨识仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 捆绑式运载火箭姿态动力学建模与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 运载火箭弹道方程的建立与飞行方案的设计 |
| 4.2.1 常用坐标系及其变化 |
| 4.2.2 运载火箭轨道设计中的受力分析 |
| 4.2.3 运载火箭的空间弹道方程与轨道设计 |
| 4.2.4 运载火箭轨道设计仿真 |
| 4.3 捆绑式运载火箭耦合姿态动力学分析 |
| 4.3.1 非捆绑运载火箭三通道姿态动力学模型分析 |
| 4.3.2 捆绑式运载火箭耦合姿态动力学模型分析 |
| 4.3.3 模型数值仿真与验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 捆绑火箭姿态控制系统的高精度设计与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于超高精度算法的运载火箭频域模型 |
| 5.3 运载火箭多变量姿态控制系统频域设计 |
| 5.3.1 多变量控制系统理论研究 |
| 5.3.2 多变量控制系统控制设计 |
| 5.4 捆绑火箭助推飞行段全时域仿真 |
| 5.4.1 助推飞行段变参数姿态控制设计 |
| 5.4.2 助推飞行段全时域变参数仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 捆绑火箭结构动力学特性与姿态稳定性关系 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 刚柔耦合系数与姿态稳定性关系 |
| 6.2.1 刚柔耦合系数对模态频率与阻尼比影响 |
| 6.2.2 频域和时域仿真验证 |
| 6.3 火箭机动性与姿态稳定性关系 |
| 6.3.1 火箭机动性对姿态动力学影响 |
| 6.3.2 频域和时域仿真验证 |
| 6.4 火箭纵向振动与姿态稳定性关系 |
| 6.4.1 火箭纵向振动对姿态动力学影响 |
| 6.4.2 频域和时域仿真验证 |
| 6.5 捆绑火箭振动模态类型与姿态稳定性关系 |
| 6.5.1 捆绑火箭振动类型分析 |
| 6.5.2 频域和时域仿真验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ 第四章姿态动力学耦合系数矩阵分量表达式 |
| 附录Ⅱ 简化姿态动力学方程展开式 |
| 附录Ⅲ 捆绑火箭小扰动线性化方程系数表达式 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（8）起重机多层缠绕卷筒动态受力分析及优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 钢丝绳力学模型的研究现状 |
| 1.2.2 钢丝绳建模方法的研究现状 |
| 1.2.3 钢丝绳损伤及失效研究现状 |
| 1.2.4 卷筒动态特性研究现状 |
| 1.3 课题来源 |
| 1.4 本文研究的内容 |
| 1.5 小结 |
| 第二章 多层钢丝绳缠绕卷筒的受力分析与建模 |
| 2.1 钢丝绳多层缠绕概述 |
| 2.1.1 光面卷筒多层缠绕 |
| 2.1.2 螺旋线卷筒多层缠绕 |
| 2.1.3 折线式卷筒多层缠绕 |
| 2.2 钢丝绳缠绕的设计基础和工作原理 |
| 2.2.1 钢丝绳缠绕的设计计算基础 |
| 2.2.2 钢丝绳缠绕的工作原理及假设 |
| 2.3 多层钢丝绳缠绕卷筒的受力原理及分析 |
| 2.3.1 底层钢丝绳缠绕卷筒的受力分析 |
| 2.3.2 挠性件欧拉摩擦公式单圈推导 |
| 2.3.3 挠性件欧拉摩擦公式的j圈 i层推导 |
| 2.4 多层钢丝绳缠绕卷筒受力的挤压力分析 |
| 2.4.1 卷筒直线段钢丝绳缠绕卷筒的受力模型 |
| 2.4.2 卷筒折线段钢丝绳缠绕卷筒的受力模型 |
| 2.4.3 卷筒换层爬升段钢丝绳缠绕卷筒的受力模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多层缠绕钢丝绳的特性分析 |
| 3.1 同层钢丝绳欧拉衰减的分析 |
| 3.1.1 钢丝绳的分析模型 |
| 3.1.2 同层绳欧拉衰减的表达 |
| 3.2 钢丝绳多层缠绕系数的分析 |
| 3.2.1 多层缠绕系数的影响因素 |
| 3.2.2 多层缠绕系数的计算方法 |
| 3.3 钢丝绳弹性特性的分析 |
| 3.3.1 钢丝绳横向纵向弹性模量的计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 卷筒强度及稳定性分析与校核 |
| 4.1 卷筒的基本概念 |
| 4.1.1 卷筒壳体的基本概念 |
| 4.1.2 卷筒壳体特点 |
| 4.2 卷筒的稳定性计算 |
| 4.2.1 圆柱型薄壳稳定性的几种计算方法 |
| 4.2.2 受紧箍力下的稳定性计算 |
| 4.3 卷筒强度及壁厚设计 |
| 4.3.1 卷筒强度及壁厚的设计方法 |
| 4.3.2 考虑卷筒绳槽的强度计算 |
| 4.3.3 卷筒强度计算及稳定性校核的一般步骤 |
| 4.3.4 三向应力作用下卷筒的强度计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 270T卷扬系统案例应用与计算结果 |
| 5.1 模型的建立及程序的编制 |
| 5.1.1 卷筒模型的建立 |
| 5.1.2 卷筒受力计算程序的编制 |
| 5.2 实验结果参考及对比 |
| 5.2.1 参考对比的实验 |
| 5.2.2 计算结果对比 |
| 5.3 案例应用及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（10）变质量运载火箭的动力学特性与主动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 火箭动力学建模问题的研究现状 |
| 1.2.1 时变系统的研究 |
| 1.2.2 变质量火箭刚柔耦合动力学建模的研究 |
| 1.3 火箭控制问题的研究现状 |
| 1.4 频率参数辨识的研究现状 |
| 1.4.1 频域辨识的研究 |
| 1.4.2 时域辨识的研究 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 第二章 变质量运载火箭动力学建模与仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 变质量质点系Kane动力学方程 |
| 2.3 变质量柔性体动力学方程 |
| 2.3.1 柔性体单元的运动学关系 |
| 2.3.2 动力学方程求解 |
| 2.3.3 动力学方程组集 |
| 2.4 变质量柔性火箭动力学模型 |
| 2.5 数值仿真 |
| 2.5.1 单级火箭 |
| 2.5.2 两级火箭 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 变质量运载火箭燃料最优控制问题 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 最优控制理论 |
| 3.2.1 燃料最优控制 |
| 3.2.2 时间最优控制 |
| 3.3 两点边界值模型 |
| 3.4 变质量火箭燃料最优控制 |
| 3.4.1 性能指标 |
| 3.4.2 约束条件 |
| 3.4.3 Hamiltonian函数 |
| 3.5 数值仿真 |
| 3.5.1 单级火箭 |
| 3.5.2 两级火箭 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 变质量运载火箭频率参数辨识问题 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 OKID方法 |
| 4.3 ERA特征实现算法 |
| 4.4 频率参数在轨辨识仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
四、变质量挠性体动力学普遍方程(Ⅰ)（论文参考文献）
- [1]基于变长度单元的轴向移动自转梁动力学建模与分析[D]. 杨帅. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [2]变质量弹性梁结构动力学特性[J]. 马驰骋,郭宗和,刘灿昌,代祥俊,张希农,毛伯永. 山东大学学报(工学版), 2018(04)
- [3]变质量-机械臂结构动力学特性分析[A]. 马驰骋,邵明玉,郭宗和,荆栋,刘灿昌. 第十二届全国振动理论及应用学术会议论文集, 2017
- [4]液体大幅晃动等效力学模型及航天器刚—液—柔—控耦合动力学研究[D]. 邓明乐. 北京理工大学, 2017
- [5]基于滑模控制的挠性机械臂振动抑制研究[D]. 杨玉梁. 哈尔滨工业大学, 2017(02)
- [6]航天器空间捕获的姿态稳定与控制方法研究[D]. 李明翔. 西北工业大学, 2017(01)
- [7]捆绑式运载火箭一体化模型降阶、模态辨识与姿态控制设计[D]. 刘盼. 上海交通大学, 2016
- [8]起重机多层缠绕卷筒动态受力分析及优化设计[D]. 江祺琦. 上海交通大学, 2016(01)
- [9]考虑变质量效应的柔性两级火箭动力学研究[J]. 吕稀,罗梦翔,蔡国平. 力学季刊, 2016(01)
- [10]变质量运载火箭的动力学特性与主动控制研究[D]. 吕稀. 上海交通大学, 2016