深空探测中的若干关键非线性不确定性动力学与控制问题研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11432001
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    300.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A07.动力学与控制
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Recently, an upsurge on deep-space exploration focused on the Moon, the Mars, and the asteroids, as well as the libration points task, is set off. This project is representative of the new concept, new tasks, new technology in the deep-space exploration as the background, epurates out of the scientific problem of dynamics and control, to carry out the basic theory and application basic theory researches systematically and deeply. The main research topics include: the non-circular (elliptic and hyperbolic) restricted three-body problem; the restricted four-body problem; the existence and stability of the periodic and quasi-periodic orbits; the time dependent invariant manifolds and invariant tori theories; the parted manifold join techniques on the circular, the non-circular restricted three-body problem models and the restricted four-body problem model as well as its application in the low-energy transfer orbit design; the orbit optimization design based on pulse propulsion and low thrust propulsion; the coupling dynamics and control between orbit and attitude in non-central gravitation; the influence mechanism of the attitude on invariant manifold near the non-central gravitation. In particular, the uncertainties in both model and disturbance are considered, so that the analysis, optimization design, and control are all robust. The project may dig out the original innovative ideas, algorithms and analysis software with independent intellectual property rights. The expected research results can not only provide theoretical basis and technical reserves for China's future deep space exploration, but also can promote the development on basic theory researches of nonlinear system dynamics and control.
近年来,国际上正掀起一个以月球、火星、小行星探测和平动点任务为重点的深空探测热潮,本项目以其中有代表性的新概念、新任务、新技术为背景,凝炼出相关的动力学与控制方面的科学问题,开展系统深入的基础和应用基础理论研究。主要内容包括:非圆型限制性三体和限制性四体问题的周期/拟周期轨道的存在性与稳定性,时间相关不变流形和不变环理论,圆型、非圆型限制性三体模型和限制性四体模型的分块流形拼接及其在低能转移轨道设计中的应用,基于脉冲、小推力推进等方式的轨道优化设计,非中心引力场中的轨道/姿态耦合动力学与控制,姿态对不变流形的影响机理等,特别考虑各种模型和干扰不确定性,使分析、优化设计、控制方案都具有鲁棒性。从中可能发掘出原始创新思想,获得具有自主知识产权的算法和分析软件。预期研究成果既可以为我国未来的深空探测提供理论依据和技术储备,又可以促进非线性系统动力学与控制的基础理论的发展。

结项摘要

近年来,国际上正掀起一个以月球、火星、小行星探测和平动点任务为重点的深空探测热潮,本项目以其中有代表性的新概念、新任务、新技术为背景,凝炼出相关的动力学与控制方面的科学问题,开展系统深入的基础和应用基础理论研究。主要内容包括:非圆型限制性三体和限制性四体问题的周期/拟周期轨道的存在性与稳定性,时间相关不变流形和不变环理论,圆型、非圆型限制性三体模型和限制性四体模型的分块流形拼接及其在低能转移轨道设计中的应用,基于脉冲、小推力推进等方式的轨道优化设计,非中心引力场中的轨道/姿态耦合动力学与控制,姿态对不变流形的影响机理等,特别考虑各种模型和干扰不确定性,使分析、优化设计、控制方案都具有鲁棒性。从中可能发掘出原始创新思想,获得具有自主知识产权的算法和分析软件。预期研究成果既可以为我国未来的深空探测提理论依据和技术储备,又可以促进非线性系统动力学与控制的基础理论的发展。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(2)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(10)
Dynamics in Controlled Center Manifolds by Hamiltonian Structure-Preserving Stabilization
哈密​​顿保结构稳定控制中心流形动力学
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Chaos, Solitons and Fractals
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Tong Luo;Ming Xu;Yunfeng Dong
  • 通讯作者:
    Yunfeng Dong
Fuel-Optimal Low-Thrust Trajectory Optimization Using Indirect Method and Successive Convex Programming
使用间接法和连续凸规划的燃料最佳低推力轨迹优化
  • DOI:
    10.1109/taes.2018.2803558
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Gao Tang;Fanghua Jiang;Junfeng Li
  • 通讯作者:
    Junfeng Li
Low-thrust displaced orbits by weak Hamiltonian-Structure-Preserving control
通过弱哈密顿结构保持控制实现低推力位移轨道
  • DOI:
    10.1016/j.cnsns.2018.02.036
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Communications in Nonlinear Science & Numerical Simulation
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Pan Xiao;Xu Ming;Dong Yunfeng
  • 通讯作者:
    Dong Yunfeng
Low-energy transfers to a Lunar multi-revolution elliptic halo orbit
低能量转移到月球多转椭圆晕轨道
  • DOI:
    10.1007/s10509-015-2236-4
  • 发表时间:
    2015-04
  • 期刊:
    Astrophysics and Space Science
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Peng Hao;Xu Shijie
  • 通讯作者:
    Xu Shijie
High-order Solutions of Motion near Triangular Libration Points for Arbitrary Value of μ
任意μ值的三角平动点附近运动的高阶解
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Nonlinear Dynamics
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Yuying Liang;Ming Xu;Shijie Xu
  • 通讯作者:
    Shijie Xu

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其他文献

Nonlinear Attitude Tracking Control of a Spacecraft with Thrusters Based on Error Quaternions
基于误差四元数的推进器航天器非线性姿态跟踪控制
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2002-08
  • 期刊:
    航空学报英文版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    荆武兴;徐世杰
  • 通讯作者:
    徐世杰
Displaced Orbits Generated by Solar Sail for the Hyperbolic and Degenerated Cases
双曲和简并情况下太阳帆产生的位移轨道
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Acta Mechanica Sinica
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    徐明;徐世杰
  • 通讯作者:
    徐世杰
全程恒定基座姿态零扰动的空间机械臂轨迹规划研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    北京航空航天大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄兴宏;贾英宏;徐世杰;卢山
  • 通讯作者:
    卢山
基于自适应模拟退火遗传算法的月球软着陆轨道优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    航空学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐世杰;朱建丰
  • 通讯作者:
    朱建丰
层流边界层流动可视化研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    山东电力高等专科学校学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐世杰;黄龙;樊小朝
  • 通讯作者:
    樊小朝

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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