辛鹏飞
- 作品数：12 被引量：42H指数：5
- 供职机构：北京理工大学宇航学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金航天科技创新基金CAST创新基金项目更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术理学电气工程更多>>
- 基于粒子群算法的空间机械臂关节驱动力矩优化设计被引量：7
- 2017年
- 采用绝对节点坐标方法对空间柔性机械臂臂杆进行动力学建模,采用自然坐标法对机械臂关节进行建模,最终得到刚柔耦合的空间机械臂动力学模型.对冗余自由度机械臂进行逆运动学分析,由规划的末端轨迹得到了含自运动项的关节转角轨迹.利用动力学方程中Lagrange乘子的物理意义,对机械臂系统进行逆动力学分析,推导了关节轴瓦与轴颈在运动过程中受到的关节驱动力/力矩.利用粒子群算法优化机械臂的自运动项,得到了最小化的关节驱动力矩能耗,从而形成了一种冗余空间机械臂关节驱动力矩优化设计新方法.在平面三连杆柔性机械臂进行了数值仿真,仿真结果表明:所提出的方法在实现末端轨迹跟踪的同时,能有效降低关节力矩能耗;得到的关节力矩连续性好,能够满足工程实际需要.
- 辛鹏飞荣吉利吴志培项大林杨永泰
- 关键词：关节驱动力矩粒子群算法
- 随动推力作用下柔性旋转飞行器稳定性分析被引量：7
- 2015年
- 针对柔性旋转飞行器动力学问题,考虑了飞行器转速的作用,建立了计入陀螺力矩及随动推力影响的运动方程并分析了系统的动力稳定性问题。将柔性旋转飞行器简化为带有附加质量的非均匀转子结构,考虑陀螺力矩及随动推力的影响,采用剪切变形对轴向位移有影响的Timoshenko梁模型,基于有限元方法建立了运动方程,分析转速、剪切刚度及附加质量等因素对系统稳定性的影响,发现了转速作用下旋转飞行器刚体和弹性体模态耦合的新现象。结果表明:剪切刚度较小时,剪切变形对临界推力有较大影响;附加质量的大小及位置对临界推力和不稳定域有重要的影响;转速一般会诱发非均匀转子系统的弯曲模态与刚体模态合并为一个耦合模态,致使系统产生动态失稳。
- 荣吉利徐天富王玺李健殷新喆辛鹏飞
- 关键词：旋转飞行器动力稳定性TIMOSHENKO梁
- 空间大型末端执行器柔性绳索捕获动力学研究被引量：6
- 2016年
- 针对绳索式末端执行器缠绕及捕获卫星过程中的动力学问题,采用绝对节点坐标方法描述横观各向同性柔性绳索的缠绕运动,及卡尔丹角描述刚体卫星的姿态运动,并引入绳索与目标间的非线性动力学模型,建立包含末端执行器固定环和旋转环、绳索及被捕获卫星抓杆在内的刚柔耦合动力学模型。结合广义α法以及工程上常用的Scaling技术,利用Matlab开发了计算程序,实现动力学方程的高效精确数值求解。计算结果表明:此模型能较好地模拟柔性绳索缠绕及捕获卫星的过程,同时给出捕获过程中卫星姿态的变化及绳索的运动和受力情况,为实际工程中捕获机构的设计和试验提供一定的参考依据。
- 荣吉利辛鹏飞诸葛迅杨永泰项大林
- 关键词：航空卫星姿态刚柔耦合
- 柔性绳索缠绕捕获动力学研究
- 荣吉利辛鹏飞诸葛迅
- 关键词：卫星姿态刚柔耦合
- 考虑翘曲的几何精确薄壁梁动力学建模与仿真
- 近年来,薄壁结构由于轻质量特性在航空航天等领域得到了广泛的应用,特别是在空间应用中,薄壁梁结构被应用于大型展开机构的轴承等重要部位。而空间展开机构的动力学分析是结构应用必须要完成的步骤,因此薄壁梁结构的动力学建模研究显得...
- 吴志培荣吉利刘铖辛鹏飞
- 关键词：薄壁梁动力学建模
- 文献传递
- 柔性绳索缠绕捕获动力学研究
- 辛鹏飞荣吉利项阳诸葛迅
- 关键词：卫星姿态刚柔耦合
- 一种新的可折叠柔性太阳能电池阵列技术
- 介绍了一种新型的可折叠的扇形柔性膜太阳能电池阵列Mega Flex。为了发展和验证一种最先进的太阳能电池阵列机构,NASA实施了名为新千禧年太空科技8号计划,研制并完善了可折叠的柔性扇形太阳能电池阵列Ultra Flex...
- 辛鹏飞荣吉利杨永泰
- 关键词：太阳能电池阵可折叠
- 文献传递
- 基于PSO优化算法的空间机械臂振动抑制研究被引量：5
- 2016年
- 针对空间柔性机械臂的末端残余振动抑制问题,提出了一种基于逆运动学分析和粒子群优化算法的柔性机械臂笛卡尔空间轨迹规划和振动抑制的新方法。采用自然坐标法和绝对节点坐标法分别对柔性关节、柔性臂杆进行动力学建模,最终得到全面考虑柔性特性的柔性机械臂动力学模型;针对机械臂末端笛卡尔空间"点到点"和"静止到静止"的规划运动,采用五次多项式函数对末端轨迹进行离散规划,并通过逆运动学理论分析求解得到含冗余参数的关节空间电机转动轨迹;采用粒子群优化算法(PSO),将满足机械臂末端振动最小化的轨迹规划问题转换为待定冗余参数的优化问题,并迭代优化求解该参数;最后以三自由度柔性机械臂开展仿真研究。仿真结果表明,提出的规划方法具有很高的收敛速度,节约了计算时间;能够实现预定的机械臂轨迹规划;对机械臂末端点的残余振动能够进行有效地抑制。
- 辛鹏飞荣吉利杨永泰
- 关键词：柔性机械臂逆运动学粒子群算法
- 基于HB样条的平面大变形结构动力学等几何分析被引量：2
- 2020年
- 为实现大变形结构动力学问题中的网格自适应算法,研究了等几何分析中的层次B样条(HB样条)基函数构造以及多层贝塞尔提取方法问题,并将多层贝塞尔提取方法用于HB样条建模分析以实现形函数的统一.同时,采用超收敛修复方法(SPR)获得修复应力作为参考值,通过误差估计获取系统的能量范数误差,给出网格细化区域.最后,通过带圆孔平板静力学与平面大变形结构动力学算例,验证了基于HB样条等几何分析方法的有效性和准确性.
- 荣吉利熊丽园刘铖辛鹏飞刘志超
- 典型薄膜空间结构耦合动力学仿真分析被引量：7
- 2018年
- 对典型薄膜空间结构运动过程进行动力学仿真,通过有限元仿真计算求解薄膜空间结构运动过程的动力学响应,分析结构展开过程的构型变化、应力分布情况;通过分析薄膜空间结构系统动能变化研究其运动过程及展开稳定性问题.利用非线性有限元软件SAMCEF Mecano对自碰撞、矩形展开和弹性气球充气扩展3种典型薄膜空间结构进行有限元建模,通过定义薄膜与薄膜的自接触、薄膜与柔性结构接触完成耦合状态下的数值仿真运算.仿真结果表明,运用SAMCEF Mecano可以实现薄膜空间结构典型运动方式的耦合动力学仿真分析;薄膜空间结构动力学特性受不同运动方式影响;薄膜结构展开速率越小其展开稳定性越好.
- 荣吉利刘志超辛鹏飞项大林吴志培
- 关键词：耦合动力学
