多体动力学与航天动力学及其控制进展
2018-04-14王天舒刘才山
动力学与控制学报 2018年2期
王天舒 刘才山
(1.清华大学航天航空学院, 北京 100084) (2.北京大学工学院, 北京 100871)
多体系统动力学是研究由若干个物体通过各类约束方式连接组成的多体系统的运动规律的科学。多体系统动力学起源于上世纪六十年代,目前是应用力学方面最活跃的领域之一,并已成为动力学与控制学科的重要分支。多体系统动力学主要以复杂机械系统、航空航天、车辆船舶、机器人等多个工程领域为背景,研究内容涉及复杂系统的建模方法、求解策略、多场耦合动力学特性分析、实验研究等诸多方面,研究成果具体表现在为工程问题提供定性和定量的分析手段、计算工具、控制模型等相关内容。
航天动力学与控制以航天器和运载器为对象,研究其在飞行过程中所受的力及其在力作用下的运动,并以此为基础开展相关规划和控制研究。航天动力学与控制涉及航天器轨道动力学及控制、轨道设计与优化、姿态动力学及控制、刚柔耦合动力学、机构动力学及控制、流体动力学、刚柔液耦合动力学、微振动环境及其颤振动力学、结构振动分析及抑制、空间内外环境扰动分析等诸多方面。航天器动力学与控制的研究成果可直接应用于评估航天器动力学特性的优劣和控制系统设计的有效性,为航天器构形选择、总体方案设计与优化、控制系统设计、地面测试与试验、在轨飞行的故障诊断与处理对策提供分析依据,自任务分析始至在轨飞行均发挥着重要的作用,贯穿于航天工程的各个环节。……
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