Soft-landing control for a six-legged mobile repetitive lander

The primary mode of extraterrestrial exploration is a robotic system comprising a lander and a rover.However,the lander is immovable,and the rover has a restrictive detection area because of the difficulties of reaching complex terrains,such as those with deep craters.In this study,a six-legged mobile repetitive lander with landing and walking functions is designed to solve these problems.First,a six-legged mobile repetitive lander and its structure are introduced.Then,a soft-landing method based on compliance control and optimal force control is addressed to control the landing process.Finally,the experiments are conducted to validate the soft-landing method and its performances.Results show that the soft-landing method for the six-legged mobile repetitive lander can successfully control the joint torques and solve the soft-landing problem on complex terrains,such as those with steps and slopes.

地外天体软着陆自主导航与控制技术研究进展

软着陆探测是重要的地外天体探测方式,制导、导航与控制(Guidance,Navigation and Control,GNC)是地外天体软着陆成功的关键。首先梳理了国内外月球、火星和小天体等地外天体软着陆任务发展现状;在此基础上,总结了地外天体软着陆任务典型GNC方案及自主导航与控制技术主要进展;最后,针对未来的地外天体精确定点软着陆任务,提出了需要重点关注和发展的自主导航与控制关键技术,为未来技术发展提供借鉴和参考。

产品责任损害赔偿范围问题研究——《侵权责任编司法解释(一)》第19条的理解与适用

《侵权责任编司法解释(一)》第19条对《民法典》第1202条和第1203条规定的“损害”,解释为损害赔偿范围包括“缺陷产品本身的损害以及其他财产损害”即“缺陷产品自损+其他财产损害”的产品责任损害赔偿模式,在理论上平息了对此问题的争论,在实务上统一了裁判规则。对此进行理论说明,“硬着陆”的做法过于生硬,有违法理;采取“软着陆”的方法,即采用诉的合并理论,将产品责任的固有利益损害与产品自损的预期利益损害两种赔偿实现诉讼的合并,由同一法院管辖和裁判,既不违反《民法典》的规定,又符合产品责任的法理,还能实现及时、便捷地保护用户、消费者的合法权益的立法目的。

地外天体软着陆过程羽流扬尘特性研究现状及展望

地外天体软着陆过程中,反推发动机羽流作用于天体表面风化层诱发的侵蚀扬尘是影响软着陆安全的最主要因素。首先对羽流扬尘现象的物理过程、侵蚀机制研究现状进行梳理总结,总结出侵蚀机制主要包括粘性剪切侵蚀、扩散气体喷发、承载力破坏和扩散驱动流动4种;其次,对部分探月和探火任务的在轨侵蚀结果、仿真模型和经验公式的研究现状进行研究分析,得出月球表面和火星表面因背景压力和风化层物质特性差异会产生不同的侵蚀机制,而在相同条件下的侵蚀机制也会随发动机个数和总推力的变化而变化,有必要对物理机理和扬尘特性进行进一步细化研究;最后,结合未来地外天体软着陆任务需求,提出了羽流扬尘原位测量、仿真预测模型和羽流扬尘消除3种用于未来探测任务羽流扬尘预测和防护的关键技术,以期对未来软着陆任务顺利执行起到一定的保障作用。

多节点柔性着陆器非一致约束处理

针对新型多节点柔性着陆器协同下降轨迹规划非一致约束的问题,提出了一种基于控制障碍函数的分布式优化方法,仅需要节点间的相对距离信息即可求解出各节点无冲突下降的轨迹。通过两种典型的多节点柔性着陆器协同下降场景仿真,论证了所提方法的有效性。为解决多节点柔性着陆器的非一致约束问题提供了一种新思路。

软土地区多井降水与回灌条件下的土层沉降特征研究

为研究软土地区车站基坑降水与回灌引起的土体沉降及土层变形特征,结合上海市域铁路示范区线水乡客厅站抽水试验工程实例,通过分析土体在抽水及回灌作用下的水位变化与土层沉降特征,研究表明,(1)抽水过程中,含水层中上部和上部弱透水层中产生的沉降明显大于抽水含水层下部土层产生的沉降;停止抽水和回灌过程中,抽水含水层中上部和上部弱透水层中产生的回弹明显大于抽水含水层下部土层。(2)抽水期间,地面沉降距离抽水中心愈近,沉降值愈大,远离抽水中心,地面沉降有逐渐减小的趋势;回灌引起的地面回弹与抽水沉降的影响规律并不相同;(3)土层间变形量和含水体层厚和层间岩土体性质密切相关,回弹模量大且层厚大的土层较回弹模量小,且层厚小的土层回弹性效率高,各含水体均存在非线性回弹。

软土地区填方边坡支挡结构方案探讨

为确保软土地区填方边坡的安全性和耐久性,文中以福州某滨海陆域大面积填方工程的边坡支护为例,对大面积陆域填方边坡在深厚软土层中支护存在的问题进行分析。通过对不同的支挡结构形式进行比选,最终确定采用双排灌注桩结合斜坡的组合结构。经设计计算和数值模拟分析,证实了该案例方案切实可行、安全可靠。

软土地基处理技术在高速公路施工中的应用研究

在了解软土地基特点的基础上,对软土改良、抛石挤淤、水泥搅拌桩、排水固结、粒料桩施工法等软土地基处理技术进行介绍,分析其施工工艺的应用要点,同时,强调软基处理的检测技术及注意事项,有助于提高高速公路施工质量。

水泥土帷幕桩联合堆载预压对路基沉降的影响

针对市政道路工程中遇到的深厚软土状态地基,通常需要借助水泥土帷幕桩联合堆载预压技术做有效加固,并针对不同工况展开了模型试验。研讨了水泥土帷幕桩在桩长不同、布置形式不同,布设位置也不同的情况下,路堤加固后在全服役周期内体现出的沉降特性。结果显示,坡脚位置上帷幕桩的增设确实让路堤沉降的可控性出现了明显的提升;设置桩长的时候需要参照软土地基含水率在竖直方向的分布规律加以确定;在坡脚位置上布置的帷幕桩并没有对路基沉降产生明显影响,另外在具体工程中,确定坡脚处帷幕桩具体布置位置的时候,还应该考虑到坡脚部位的反挖工作量,其是否邻近灌溉水。这些结论可为日后类似工程的施工提供参考。

ARCGIS软件在第三次国土调查中应用研究

ARCGIS软件是测绘地理信息项目中常用软件。第三次国土调查是作为一项在国情国力方面的调查,其目的是调查清楚全国土地资源利用情况和国土地类现状,为以后诸如国土空间规划、基本农田划定、生态文明建设等方面提供基础数据和政策导向。在第三次国土调查中,ARCGIS为内业数据处理提供了强大的技术支撑。ARCGIS软件可对线状地物图斑化和野外举证数据提前批处理进行详细的研究,在水利、农业、生态、交通、林业、住建等方面都有非常广泛的应用。

泉州海湾大道软土地基处治方案研究

通过泉州海湾大道工程案例,分析项目地质情况、软基路段分布情况、土体参数,从常用的浅层、中层、深层软基处理方法中初选软基处理方案。通过地基处理计算、软基段边坡稳定分析及沉降分析等方法充分比选各方案的技术可行性。在技术可行的基础上,通过施工可行性及工程投资等方面对各方案进行综合比选,选出适应本项目不同深度的最优方案。同时,对存在软基的特殊断面位置进行特殊处理。在控制总沉降的同时,过渡特殊位置的差异沉降,使设计方案能够达到良好的处治效果,满足设计使用要求。

劲性复合桩在电力工程软土地基处理中的应用与研究

以安徽省铜陵某110 kV变电站工程软土地基处理工程为例,研究劲性复合桩在电力工程软土地基处理中的应用。论文介绍劲性复合桩软土地基设计方案,并从管桩制作、吊装、运输以及验收等施工全过程分析劲性复合桩施工的控制要点,通过复合桩静载试验对地基处理结果进行效果评价,同时总结劲性复合桩在电力工程软土地基处理中的质量问题,如搅拌头提升速度过快、桩位偏差过大、桩体垂直度偏差过大、施工设备问题等,并提出相应的控制措施。

建筑工程软土地基加固施工技术探讨

因为地基承载着上层建筑的全部荷载,所以对地基承载能力提出了较高要求。实际建筑工程施工过程中,经常遇到软土地基等问题,一旦处理不当,不仅会对施工活动的顺利展开造成不利影响,也会直接影响整个建筑工程的安全性。因此,必须重视软土地基的加固处理,切实改善软土地基的性能和指标,使其满足建筑工程的实际需要。软土地基加固是一项复杂的工作,必须根据软土地基的实际情况,选择合适的加固施工技术。本文以软土地基为切入点,分析了软土地基的特点,讨论了加固处理技术的应用,旨在为建筑工程地基施工提供一定参考。

软土地区深基坑变形原因及控制措施分析

深基坑变形受地下水位、土壤的力学特性及周围建筑物等多种因素的影响,在研究深基坑变形时,需要考虑软土地区的特殊性。软土地区的土壤具有较高的含水量和较低的强度,易发生沉降和变形。因此,软土地区深基坑的设计和施工要采取相应的措施控制变形,并保证结构的安全性。文章先阐述了软土地区深基坑变形控制的必要性,然后分析软土地区深基坑变形的原因,最后研究了软土地区深基坑变形控制措施。通过采取有效的控制措施,有利于改善土体的物理力学性能,提高被动区土体抗力,减小基坑的变形,增强基坑的稳定性。

月球探测器软着陆动力学仿真

随着深空探测技术的发展,新型月球探测器需要在遍布石块、陨石坑和斜坡等复杂月球表面上着陆,因此有必要对月球着陆探测器的着陆性能进行评估。本文对一种四腿可展开式着陆器进行了合理简化,并用AD-AMS软件建立了着陆动力学仿真模型。模型中应用子程序表达缓冲铝蜂窝和月壤的力学性质,通过在预研着陆器的仿真模型上加载,实现了系统的仿真;并得到了月球探测器以给定姿态和着陆速度在不同地面坡度和月壤物理特性下的着陆性能及一般规律,对我国月球探测器软着陆动力学研究具有一定参考价值。

软着陆气囊缓冲特性与参数设置的理论研究

将软着陆气囊的缓冲过程分解为绝热压缩和排气释能两个过程,从热力学和刚体动力学的基本方程出发,建立了软着陆缓冲过程的理论分析模型,并给出了缓冲响应的数值计算方法。针对立式软着陆气囊的参数设置和缓冲响应估计问题,给出了固定排气口型气囊和可控排气口型气囊相关参数的设计方法,同时以一个无人机模型的软着陆回收为例进行了缓冲响应仿真。基于简化模型及缓冲过程状态参数-时间特性曲线,分析研究了未设置排气口、固定型排气口与可控型排气口气囊的缓冲特性及其应用优劣,为工程与研究人员提供了气囊尺寸估算、缓冲系统性能预测、排气口面积选择与主动控制律设计的理论依据,研究结果具有明确的工程参考价值。

月球最优软着陆两点边值问题的数值解法

对于月球软着陆 ,燃耗最优是制导过程的基本要求。文中首先应用极大值原理设计了最优着陆制导控制律 ,此时求解最优轨迹变成一个两点边值问题(TPBVP)。本文利用一种基于初值猜测技术的打靶法求解这个两点边值问题 ,得到软着陆最优轨迹。结果表明该方法可有效改善迭代计算 。

月球探测器着陆性能若干影响因素分析

软着陆缓冲装置是月球探测器的核心组成,对其着陆过程进行动力学分析是着陆器设计的重要环节。论文以四腿悬架式着陆器为研究对象,首先在综合考虑月面非线性变形、反推火箭残余应力、姿态控制力等基础上建立了探测器倾斜月面着陆过程动力学方程。其次,研究了月面摩擦系数、月面着陆倾斜角度、反推火箭残余应力、着陆速度对探测器着陆性能的影响。结果表明探测器着陆稳定性能伴随着月球表面土壤摩擦系数、月面倾斜角度、着陆速度的升高而急速降低;探测器反推火箭残余应力虽能较大地减缓月面对着陆器的冲击,但过大却容易导致探测器在月面反弹甚至翻滚。

基于半主动控制的小天体着陆器缓冲器的研究

设计了一种三腿式小天体着陆器,介绍了其组成和工作原理,建立了系统的物理模型和动力学模型。着陆器采用了电机能耗制动方式的电磁阻尼缓冲器来实现软着陆,同时提出基于斩波调阻的方法实现电磁阻尼系数的调整与优化,解决了缓冲器在低速情况下缓冲力较小的问题。同时对半主动控制和被动控制着陆方式进行了Matlab/Simulink仿真,通过仿真表明,半主动着陆控制耗散功率曲线比较平稳,反弹速度减小71.6%。

基于SQP方法的常推力月球软着陆轨道优化方法

月球软着陆是未来月球探测中的一项关键技术。针对这项技术,本文给出了一种基于SOP方法的常推力月球软着陆轨道优化方法。该方法通过将常推力月球软着陆轨道离散化,利用离散点处状态连续作为约束条件,把常推力月球软着陆轨道优化问题归结为一个非线性规划问题,对于此问题的求解,其初值均为有物理意义的状态和控制量,从而避免了采用传统优化方法在解决此优化问题时对没有物理意义变量初值的猜测。最后,利用SOP方法求解了此轨道优化问题。仿真计算结果表明这种离散化的方法应用于此轨道优化问题可以避免传统轨道优化方法对初值敏感的问题。