载人月球车移动系统综述及关键技术分析

以载人月球车的发展和相关技术为对象,首先对国外载人月球车移动系统的概念设计进行了系统的综述,对载人月球车各种概念设计的特点进行了比较和分析,探讨了载人月球车的设计趋势;其次以阿波罗载人月球车移动系统结构为例,分析其移动系统的主要构成作为借鉴;然后从机构学、地面力学及动力学等方面在载人月球车研究中的应用现状进行了综述;最后提出了载人月球车移动系统的关键技术,指明了当前亟需解决的关键技术及难点所在。

高通过性与平稳性月球车移动系统设计

月表行驶环境恶劣,这对月球车移动系统提出了更高的要求。为提高月球车的移动能力,提出一种具有高通过性和载荷平台平稳性的新型月球车移动系统。该移动系统由正反四边形机构悬架和伸缩叶片复式步行轮组成。正反四边形悬架是一种适用于六轮月球车的非独立悬架,通过与摇臂式悬架进行受力和姿态运动的对比分析和仿真对比分析可知,它可以使月球车具有较高的越障性能并在越障过程中保证载荷平台的相对平稳。同时,针对不同松散程度的月壤,根据车轮-土壤力学原理,设计出伸缩叶片复式步行轮。该种车轮最突出的特点是能够根据车轮与土壤间的相互作用关系,自适应调节叶片入土深度,从而改变车轮的牵引能力、平顺性和能耗。对该种移动系统进行多项移动性能试验,结果表明,该种新型移动系统具有较高的越障能力和保持载荷平台平稳能力,能够在恶劣路况下最大限度的发挥车轮的牵引能力,而且在路面通过性良好时尽可能的节约能耗,增加车轮滚动的平顺性。

月球探测车移动系统的关键技术分析

为研究月球探测车移动系统,基于月球的复杂环境特征,确定月球探测车移动系统应具备的主要功能。在对以往的腿式、轮式和履带式等各类型移动系统结构特点综合分析的基础上,确定六轮摇臂-转向架式移动系统的设计方案,该系统具有性能优越、自适应能力强等特点。通过深入研究该系统的具体结构,得到其主要的技术性能参数。并对其轮系结构、转向机构、能源系统的特点及所涉及的关键技术进行深入探讨。

轮式行星探测车移动系统研究状况综述及发展态势

行星探测车移动系统是研究行星探测车的关键技术之一,其性能的好坏直接影响行星探测计划能否顺利进行,轮式行星探测车作为行星探测车的主流,其移动系统成为行星探测车研究的热点之一。该文对国内外轮式行星探测车移动系统进行了概括和分类,分析了各移动系统性能的优缺点,最后指出了轮式行星探测车移动系统的特点及其发展态势。

移动系统可用性综合研究框架

在研读国内外众多移动系统可用性的研究文献之后,从可用性维度、影响因素、测量方法和工具方面对移动系统可用性研究进行了系统概述,以此为基础提出了一个移动系统可用性的综合研究框架。

一种用于移动系统场强预测的准三维射线跟踪模型

提出了一种基于射线跟踪法的准三维模型。该模型可用于由任意形状建筑物和街道所组成的复杂微蜂窝区的场强预测 ,且具有计算效率和预测精度均高的优点。对该模型所得预测结果和实际测量结果进行了比较 。

轴向移动系统的参数振动问题研究进展

对近二十年来轴向移动系统 (移动弦 ,移动梁和移动带等 )的参数振动研究进展进行了详细的评述 ,特别关注了轴向张紧力和移动速度随时间改变时轴向移动系统的参数振动特性和稳定性等问题。文章首先讨论了所研究问题的控制方程。然后详细说明了目前研究中人们较为关注的几个重点问题 ,如参数激励的形式 ,求解方法和所研究的问题等。接着在其后的两节中 ,分别评述了在张紧力和移动速度随时间变化时 ,轴向移动弦和轴向移动梁的振动问题近年来的研究进展 ,详细、深入讨论了模型的类型、张紧力和轴向移动速度随时间变化的形式以及在研究中使用的解题方法和系统的振动特性 (振动响应、固有频率和动态稳定性 )等 ;

IMT系统对1518～1525MHz频段卫星移动系统的干扰

为分析在1 518~1 525 MHz频段附近部署IMT系统的可行性,在梳理了国际电信联盟建议书和《无线电规则》的基础上,通过理论分析和仿真计算等手段,就1 492~1 518 MHz频段IMT系统对1 518~1 525 MHz频段卫星移动系统的干扰问题进行了深入分析。针对IMT系统基站对卫星移动系统终端在不同场景下的干扰链路,采用蒙特卡洛仿真方法对阻塞干扰与邻频干扰进行计算仿真。仿真结果给出了不同场景下的阻塞干扰概率以及两个系统邻频共存的条件。研究结果可为我国无线电管理部门对该频段邻频的未来规划提供理论支撑。

时空制约下的城市居民活动——移动系统——活动分析法的理论和模型进展

自上世纪80年代以来,活动分析法在西方交通规划、城市研究和地理学等领域中得到了快速发展。活动分析法理论认为出行源于活动,把传统上分离的城市活动系统和出行系统结合起来,形成了城市居民活动—移动系统。国内尚很少文献对活动分析法进行系统综述,因此本文通过评述基于活动分析法的城市活动—移动系统的研究在理解行为、交通和空间等方面的作用,以及指导城市规划的意义,提出了具体研究的概念模型。最后归纳和评述了三种基于活动分析法的应用模型:制约模型、决策模型和关系模型。

矿井搜救机器人移动系统的研究与发展

矿井搜救机器人能够代替救援人员进入复杂危险的灾后现场,并完成环境探测和搜索救援任务,对煤矿安全生产和井下搜救体系的建立具有重要意义。移动系统是井下搜救机器人的关键部件之一,其性能的好坏直接影响搜救工作能否顺利进行。对国内外矿井搜救机器人移动系统进行了概括和分类,并对其发展趋势进行探讨,以期为我国此类机器人的开发提供借鉴和启示。

1668～1675 MHz卫星移动系统与无线电探空系统间的共存研究

为分析在1668--1675 MHz频段引入卫星移动系统的可行性,对该频段卫星移动系统与无线电探空系统间的兼容共存问题进行了深入分析。介绍了两个无线系统的基本特征和主要参数,讨论了两系统间潜在的干扰链路。针对卫星移动业务终端对二次测风雷达的干扰以及二次测风雷达对卫星空间电台的干扰两条主要干扰链路,采用计算机静态建模和蒙特卡洛仿真方法,对干扰情况进行了计算仿真。仿真结果表明,在卫星终端密度在50个/km2时,二次测风雷达所需的保护距离为60~80 km,而单个二次测风雷达主瓣方向发射二次测风雷达的功率高于空间卫星国际保护标准达60 d B。该研究结果可为我国无线电管理部门对该频段的重新规划提供支撑。

新型探测车复合式移动系统结构设计及运动分析

为增强探测车执行任务过程中的越障能力及地面适应能力,笔者提出了一种新型轮履复合式越障移动系统。首先对移动系统结构进行了分析,进而对差速平衡机构及前履带轮结构进行了设计,将两承重轮支承连杆及履带轮悬架之间设计平行四边形机构。其次,建立了探测车三维运动学模型,并推出了探测车车体速度与车轮速度之间的运动关系,提供了获得探测车越障过程中位置和方位的方法。最后对探测车在不平路面行进过程进行了运动仿真,验证了新型轮履复合式移动系统的地面适应能力及其运动特性。

基于滑模变结构控制的移动系统滑转率控制

月球车移动系统在行驶过程中其行驶参数经常发生变化,采用传统的控制方法往往不能保证在任何情况下都能得到最佳的控制效果,鲁棒性较差。滑模变结构是一类特殊的非线性控制方法,它对系统参数摄动具有很强的抑制能力,因此鲁棒性很强,并且具有算法简单易于实现等特点。根据移动系统的动力学模型及滑模变结构控制理论,建立基于滑模变结构控制的月球车移动系统滑转率控制的控制逻辑和控制算法,将其应用于月球车移动系统的滑转率控制中,并通过仿真结果分析证明该种控制方法具有较好的控制效果。分析了变结构控制系统的控制特性,为月球车滑转率控制系统的设计提供理论参考依据。

预压力对压电驱动履带移动系统的性能影响

为了提高夹心式压电驱动移动系统的机械输出性能,提出了一种U型预压力调节机构,并开展了预压力对夹心式压电驱动履带移动系统输出性能影响关系的实验研究。首先,针对U型预压力调节机构的安装对夹心式压电振子的振动特性影响关系开展了有限元仿真分析,发现U型预压力调节机构始终处在夹心式压电振子的两相工作模态振动节点位置;其次,开展了夹心式压电驱动履带移动系统的原理样机的预压力调节测试实验,确定了系统的最大输出牵引力及其所对应的最佳预压力;最后,在最佳预压力工作状态下,开展了原理样机的牵引力特性、越障性能以及模拟月壤环境下的运动特性实验。研究结果表明,在最佳预压力工作状态下,夹心式压电驱动履带移动系统的机械输出性能最佳,为其进一步在月面巡视器上的应用提供了技术支持和试验基础。

可移动系统安全模型统一框架

本文的主要工作是利用可移动进程的形式化模型π演算为工具,考虑系统的移动性(Mobility),将系统安全属性的刻画归结为特定系统进程等价的验证,提出一种新的安全模型框架.在此框架下,可以方便表示不同的不干涉安全属性,并对其进行强弱对比;针对不同安全需求,可定义新的安全属性。并且,该框架建立一个新的安全属性研究的平台,可广泛地适用于具有移动进程的分布式系统的安全分析。

基于仿生关节的新型轮-腿复合式移动系统

提出一种基于仿生关节的新型轮-腿复合式移动系统。该系统在功能上和结构上都真正实现了"轮腿融合",利用一套机构实现了轮、腿双重功能;驱动器安装在基座上,不仅减小了负载,也降低了布线难度。在分析系统的运动原理后,针对单纯的偏摆运动和自旋运动分别给出了其运动学模型,并进一步指出了两种运动模式的相互渗透和影响,得到了完整的运动模型。选定一个实例对系统运动特性进行研究,理论计算和虚拟样机仿真结果表明,所建立的运动学模型反映了系统真实的运动状态。物理试验样机姿态调整试验表明,所提出的移动系统具备轮-腿复合功能,能够使平台实现多种运动模式。

摇臂-转向架式行星探测车移动系统的准静态分析

行星探测车移动系统是探测车整体系统的关键部分之一 ,摇臂—转向架式移动系统是一种对地形具有自适应能力、机动性较强的系统 .本文在研究摇臂—转向架式移动系统机械结构的基础上 ,对其进行了准静态分析 。

智能移动系统中大规模分布式车辆路径规划问题研究

本文针对智能交通和主动交通管理提出了一种适用于大规模交通分配和路径规划的分布式计算方法。讨论了通过信息传递接口(MPI)在多中央处理器(CPU)上并行计算实现的一系列研究需求和实现挑战;将基于时空事件的车辆路径规划模型应用于大规模的城市路网仿真;将原始车辆路径规划模型分解为一系列计算效率较高的子问题,大幅减少了仿真耗时和通信开销。通过将子问题分发到单独的分布式CPU上,使CPU可以同时执行其任务,并保证较好的负载平衡。重点分析了将所提出的方法应用于北京路网大规模路径规划,以及该方法在不同CPU核数下的计算效率。结果表明:所提出的并行计算方法可以显著减少计算耗时,并在512个计算节点上实现200倍以上的加速比。

可移动系统场内线缆早期高空电磁脉冲耦合响应分析

本文利用传输线方程,计算了200 m长可移动系统场内线缆的早期高空电磁脉冲(HEMP)感应电流,并对感应电流的波形特征进行了分析,结果表明:在国家军用标准GJB 1389A—2005规定的电磁脉冲(EMP)环境中,可移动系统场内线缆采用美国军用标准MIL-STD-188-125-2规定的早期HEMP防护指标具有合理性。