当前位置:主页 > 科技论文 > 天文学论文 >

基于轮地作用参数和PLSDA方法的月壤力学性能评估

发布时间:2018-05-15 22:18

  本文选题:地面力学 + 月球车 ; 参考:《航空学报》2015年11期


【摘要】:为评估在轨月球车周边环境月壤力学性能,以月球车辙信息、轮上载荷和滑转率作为基本参数,提出了16个二元及三元标识量,结合偏最小二乘判别方法(PLSDA)建立评估月壤力学状态模型。根据容重对模拟月壤力学状态进行分级,分别为松软状态、自然状态和紧实状态。应用轮壤相互作用试验台共采集247组试验数据,每种模拟月壤状态的试验数据按照2∶1比例随机划分为校正集样本和预测集样本,最终校正集和预测集样本个数分别为166和81个。考虑到原始数据值相差大和所提出部分标识量包含冗余信息的特点,因此在建立PLSDA模型时,应用均值中心化预处理方法对原始数据进行数据预处理,并优选10个标识量建立识别月壤力学状态的PLSDA模型,对应的校正集的准确率和预测集的准确率分别为90.96%和90.12%。结果表明,应用PLSDA方法并结合月球车的车辙信息、轮上载荷和滑转率以及优选标识量所建立的评估月壤力学状态判别模型,其计算快速准确,可用于月球车在轨评估车轮前方月壤的力学特性和通过性能评估。
[Abstract]:In order to evaluate the mechanical properties of lunar soil around the orbiting lunar rover, 16 binary and ternary marking quantities were proposed with lunar rutting information, wheel load and slip rate as the basic parameters. Combined with partial least squares discriminant method (PLSDA), a model for evaluating the mechanical state of lunar soil was established. According to bulk density, the mechanical state of the simulated lunar soil is classified as soft state, natural state and compacted state. A total of 247 sets of experimental data were collected by using the rotor-soil interaction test rig. Each experimental data of simulating lunar soil state was randomly divided into correction set samples and prediction set samples according to 2:1 scale. The number of samples in the final correction set and prediction set is 166 and 81, respectively. Considering the large difference of the original data value and the redundancy information of the proposed partial identifiers, the mean centralization preprocessing method is used to preprocess the original data when the PLSDA model is established. The PLSDA model for identifying the mechanical state of lunar soil was established by selecting 10 markers. The accuracy of correction set and prediction set were 90.96% and 90.12% respectively. The results show that the model of evaluating the mechanical state of lunar soil established by PLSDA method, combined with the rutting information of the lunar rover, the load on the wheel, the slip rate and the optimal marking quantity, is fast and accurate. It can be used to evaluate the mechanical properties of the lunar soil in front of the wheel and to evaluate the performance of the lunar rover in orbit.
【作者单位】: 吉林大学工程仿生教育部重点实验室;华东交通大学机电工程学院;中国空间技术研究院北京空间飞行器总体设计部;
【基金】:国家自然科学基金(51375199) 中国空间技术研究院总体部资助项目(2012M520676) 吉林大学国防预研基金(JDXJY20130207) 工程仿生教育部重点实验室开放基金(K201406)~~
【分类号】:P184.5;V476.3

【参考文献】

相关期刊论文 前7条

1 李萌;高峰;孙鹏;崔莹;;月壤力学参数反求及试验验证[J];北京航空航天大学学报;2011年09期

2 丁亮;高海波;邓宗全;熊历冰;郭军龙;吕焱;;基于月球车轮地作用地面力学积分模型的月壤力学参数辨识方法[J];航空学报;2011年06期

3 Suksun Hutangkabodee;Yahya Hashem Zweiri;Lakmal Dasarath Seneviratne;Kaspar Althoefer;;Soil Parameter Identification for Wheel-terrain Interaction Dynamics and Traversability Prediction[J];International Journal of Automation and Computing;2006年03期

4 邹猛;李建桥;何玲;李豪;张晓冬;周桂芬;;不同粒径分布模拟月壤承压特性试验研究[J];航空学报;2012年12期

5 金大玮;李建桥;党兆龙;陈百超;邹猛;;滑转条件下月球车轮沉陷模型研究[J];航空学报;2013年05期

6 董威利;刘莉;周思达;;含局部非线性的月球探测器软着陆动力学模型降阶分析[J];航空学报;2014年05期

7 邹猛;李建桥;刘国敏;张金换;李因武;;模拟月壤地面力学性质试验研究[J];岩土力学;2011年04期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 田野;;月球表层土壤初级包装装置研究[J];包装工程;2014年11期

2 毛东丽;李晓冲;华军涛;许留洋;孙文理;;基于飞行动力学和遗传算法的嫦娥三号月球软着陆仿真模拟[J];福建电脑;2014年12期

3 许烁;罗哲;纪赜;屠大维;;气垫式越野机器人土壤参数识别算法及其采样点选取规则[J];机械工程学报;2012年15期

4 邹猛;李建桥;何玲;李豪;张晓冬;周桂芬;;不同粒径分布模拟月壤承压特性试验研究[J];航空学报;2012年12期

5 徐冰;马龙;郑兴林;;月球着陆环境模拟试验装置的研制[J];航天器环境工程;2013年01期

6 金大玮;李建桥;党兆龙;陈百超;邹猛;;滑转条件下月球车轮沉陷模型研究[J];航空学报;2013年05期

7 许烁;孙成恺;屠大维;;气垫式越野机器人土壤参数分步识别[J];机械工程学报;2013年09期

8 陈金宝;聂宏;万峻麟;;深空探测着陆器数字化设计及着陆性能影响因素[J];航空学报;2014年02期

9 贾阳;申振荣;党兆龙;王琼;陶灼;;模拟月壤研究及其在月球探测工程中的应用[J];航天器环境工程;2014年03期

10 姚忠新;隋春平;黄树涛;卜春光;李志海;;风帆雪橇极地漫游机器人的行驶机理研究[J];机器人;2014年03期

相关博士学位论文 前6条

1 许烁;软地面智能气垫车自主导航研究[D];上海交通大学;2011年

2 钟世英;模拟月壤力学特性及软着陆足垫动力响应研究[D];浙江大学;2012年

3 金大玮;轻载荷刚性轮一月面系统动力学研究[D];吉林大学;2013年

4 李操;基于机械臂的月壤挖掘采样及力学参数辨识的研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

5 杨飞;轮式星球漫游车移动机构折展构型综合与分析[D];哈尔滨工业大学;2014年

6 杨聪彬;高速履带与软地面附着特性与优化研究[D];北京理工大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘冰;月面地形识别与力学参数估计技术研究[D];北京工业大学;2008年

2 何建方;四轮三轴移动分系统车轮沉陷分析及逃逸方案研究[D];湖南大学;2012年

3 李豪;JLU-B系列模拟月壤及其与刚性履刺轮相互作用[D];吉林大学;2013年

4 薛福成;基于地面力学的履带式机器人牵引特性研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

5 郭军龙;星球车车轮纵向滑移力学研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

6 夏科睿;基于轮地相互作用建模的移动机器人轨迹跟踪控制研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

7 谢宇明;月壤的钻取采样离散元动态行为研究[D];湖南大学;2013年

8 赵振家;月面表取采样机土作用力学特性研究[D];吉林大学;2014年

9 张璐;基于PFC3D的模拟月壤本构关系研究[D];中国地质大学(北京);2014年

10 李磊;载人月球车结构设计与仿真分析[D];南京航空航天大学;2012年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 弓永涛;高峰;李雯;孙鹏;;刚性车轮月面牵引通过性的模型试验[J];北京航空航天大学学报;2009年05期

2 梁东平;柴洪友;曾福明;;月球着陆器着陆腿非线性有限元建模与仿真[J];北京航空航天大学学报;2013年01期

3 邓宗全;丁亮;高海波;陶建国;王少谦;;月壤特性对月球车轮地相互作用力的影响[J];哈尔滨工业大学学报;2010年11期

4 丁亮;高海波;邓宗全;熊历冰;郭军龙;吕焱;;基于月球车轮地作用地面力学积分模型的月壤力学参数辨识方法[J];航空学报;2011年06期

5 陈金宝;聂宏;张明;汪岸柳;;缓冲机构柔性变形对月球探测器着陆稳定性能影响分析(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2008年01期

6 邹猛;李建桥;张金换;刘国敏;李因武;;月球车驱动轮在不同介质上的牵引性能[J];吉林大学学报(工学版);2010年01期

7 丁亮;高海波;邓宗全;刘吉成;陶建国;;基于应力分布的月球车轮地相互作用地面力学模型[J];机械工程学报;2009年07期

8 崔平远;刘冰;居鹤华;;月壤力学参数在线估计算法研究[J];计算机测量与控制;2008年02期

9 李建桥;邹猛;李因武;贾阳;彭剑波;;驱动轮结构参数对月球车牵引性能影响研究[J];空间科学学报;2008年04期

10 郑永春;王世杰;冯俊明;欧阳自远;刘建忠;刘春茹;;CAS-1模拟月壤[J];矿物学报;2007年Z1期

相关博士学位论文 前2条

1 刘铸永;刚—柔耦合系统动力学建模理论与仿真技术研究[D];上海交通大学;2008年

2 张静;航天器阻尼结构的若干动力学正问题和反问题研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 钟世英;凌道盛;吴晓君;陈云敏;;月壤岩土工程问题研究进展[J];浙江大学学报(工学版);2012年05期

2 黄雨;蒋馥鸿;;月壤工程地质特性综述[J];同济大学学报(自然科学版);2013年09期

3 徐琳,邹永廖,刘建忠;月壤中的氦-3[J];矿物学报;2003年04期

4 郑永春,欧阳自远,王世杰,邹永廖;月壤的物理和机械性质[J];矿物岩石;2004年04期

5 郑永春,王世杰,刘建忠,李泳泉,邹永廖;模拟月壤研制的初步设想[J];空间科学学报;2005年01期

6 法文哲;金亚秋;;三层月壤模型的多通道微波辐射模拟与月壤厚度的反演[J];空间科学学报;2007年01期

7 石晓波;李运泽;黄勇;王浚;;月尘/月壤环境效应地面模拟方法研究[J];空间科学学报;2007年01期

8 李雄耀;王世杰;陈丰;欧阳自远;程安云;李世杰;;月壤厚度的研究方法与进展[J];矿物学报;2007年01期

9 邹猛;李建桥;贾阳;任露泉;李因武;;月壤静力学特性的离散元模拟[J];吉林大学学报(工学版);2008年02期

10 李建桥;邹猛;贾阳;任露泉;李因武;;月球车轮与月壤相互作用动力学模拟[J];农业机械学报;2008年04期

相关会议论文 前10条

1 庞_g;邓湘金;郑燕红;;面对月壤采集的自动钻取机构设计[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第八届学术年会论文集(下篇)[C];2011年

2 谭强;李鹏;李云涛;郭志建;肖洪;吴淼;侯绪研;;吊夯式模拟月壤二次制备装置的研制[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第九届学术年会论文集(下册)[C];2012年

3 赵曾;孟炜杰;王国欣;李君;;钻取式月壤采样器力载试验研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第九届学术年会论文集(下册)[C];2012年

4 谭松成;段隆臣;高辉;;重力环境对月壤三轴模拟试验结果的影响分析[A];颗粒材料计算力学研究进展[C];2012年

5 宫顼;王清川;曾婷;李贺;李鹏;李晟诚;侯绪研;;月壤钻取采样参数测试平台的研制[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第九届学术年会论文集(下册)[C];2012年

6 李青侠;郎量;张丹;郑文超;肖群华;陈萍;贺林峰;李良格;;月球表层微波辐射地面模拟测试场与模拟实验及月壤厚度反演[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第九届学术年会论文集(中册)[C];2012年

7 侯绪研;崔金生;赵德明;姜生元;邓宗全;;基于离散元法的月面取样技术对月壤样品层理信息影响的分析[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第八届学术年会论文集(下篇)[C];2011年

8 法文哲;金亚秋;;月球表面辐射亮度温度模拟与月壤厚度反演[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十八次学术会议论文集(下册)[C];2005年

9 李立春;聂宏;万峻麟;张则梅;;基于Dytran的月壤有限元建模与仿真分析[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年

10 江磊;苏波;王长科;杨树岭;刘兴杰;冯石柱;;LBD模拟月壤研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前7条

1 记者 袁于飞 通讯员 毛宁;我国模拟月壤研究达到世界领先水平[N];光明日报;2012年

2 记者 周芙蓉;中国将率先探测全月球月壤厚度[N];新华每日电讯;2006年

3 通讯员 毛宁 记者 陈瑜;我国成功研制第一代低重力模拟月壤[N];科技日报;2012年

4 记者 韦玉芳;中国地大采集模拟月壤样品[N];地质勘查导报;2009年

5 张建松;月球氦3资源约有103万吨[N];北京日报;2009年

6 记者 魏忠杰;月球广泛存在重金属[N];新华每日电讯;2004年

7 黄歆 何云江;探月计划,,估估月壤有多厚?[N];地质勘查导报;2006年

相关博士学位论文 前6条

1 陈斌;基于模拟月壤的轮壤关系研究[D];吉林大学;2010年

2 孟治国;月壤参数的辐射传输模拟与查找反演技术研究[D];吉林大学;2008年

3 郑永春;模拟月壤研制与月壤的微波辐射特性研究[D];中国科学院研究生院(地球化学研究所);2005年

4 张丹;基于遥感数据的月球热流及月壤密度反演[D];华中科技大学;2014年

5 邹猛;月面探测车辆驱动轮牵引性能研究[D];吉林大学;2008年

6 孔维刚;月球及火星科学中的三个矿物学问题[D];山东大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 范文峰;小重力环境下模拟月壤承压特性试验及月球车/月壤关系研究[D];吉林大学;2012年

2 刘飞;基于钻具—月壤相互作用模型的钻进取心性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

3 崔金生;模拟月壤的填充模型及特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

4 蒋祝金;着陆器足垫与月壤相互作用研究[D];浙江大学;2013年

5 李晟诚;月壤钻探取心钻进规程研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

6 李亮亮;月壤钻探取芯特性评价指标及影响因素研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

7 唐庭武;月壤深层钻取采样钻头结构参数优化[D];哈尔滨工业大学;2012年

8 赵德明;月壤在取样管内填充特性的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

9 陈诗吉;月壤热物性特征及其剖面温度垂直分布模拟[D];华东师范大学;2014年

10 李金辉;月壤采样器钻头与月壤接触作用仿真与试验研究[D];北华航天工业学院;2014年



本文编号:1894182

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/tianwen/1894182.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户34bd1***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com