摘要：建立新型着陆器的单腿动力学仿真模型,着陆器与着陆面的碰撞采用非线性阻尼弹簧模型模拟。出于提高仿真模型计算结果准确性的目的,参照装有单套着陆缓冲机构的着陆器物理样机的冲击试验结果,对非线性阻尼弹簧碰撞模型中的刚度系数、阻尼系数和非线性指数进行修正。为了提高模型修正的计算效率,构造出能准确反映仿真结果相对于试验结果误差值的Kriging代理模型,并应用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),以最小化Kriging代理模型计算出的误差值作为目标,实现非线性阻尼弹簧碰撞模型的参数修正。将修正后的参数代入仿真模型进行验证,相比于冲击试验结果,新模型计算出的着陆器主体下降距离与投放高度之差误差由修正前的29.4%降低到5.9%,辅助支柱最大缓冲行程误差由修正前的24.7%降低到8.4%。

摘要：分别建立了着陆器在非0高度关机着陆模式下、触地关机着陆模式下的动力学仿真模型。基于仿真模型,应用全因子实验设计方法分析了着陆器在两种着陆模式下的软着陆性能,得到了软着陆极恶劣工况。为了获得软着陆性能最佳的着陆器设计方案,研究了着陆缓冲机构构型参数对软着陆性能的影响。结合仿真模型与实验设计方法获取样本点,构造了极恶劣工况下描述软着陆性能指标值、着陆缓冲机构构型参数之间映射关系的响应面模型。之后利用响应面模型与第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)实现了着陆缓冲机构构型参数的优化。将优化后的参数代入仿真模型验证,着陆器在两种着陆模式下的抗翻倒能力、底面抗损坏能力均得到提升。

摘要：以新型腿式着陆器为研究对象,建立其刚柔耦合动力学分析模型,实现着陆器软着陆过程的仿真。通过仿真计算,确定着陆器最易翻倒、底面最易与星球表面岩石碰撞、主体承受最大碰撞力的3组恶劣着陆工况。分析着陆器缓冲机构构型选取设计变量,基于仿真得到的3组恶劣工况,应用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)实现着陆器软着陆性能的优化,优化目标为增强着陆器抗翻倒能力、降低着陆器底面与星球表面岩石碰撞的可能性、降低着陆器主体最大受力值。将优化所得参数代入模型重新进行仿真,着陆器不再发生翻倒,着陆平台底面与星球表面最小距离提高4.2%,主体最大受力值降低12.1%。

摘要：为了分析带有变阻尼缓冲器的典型腿式着陆器软着陆性能,建立了着陆器的整机动力学仿真模型。结合仿真模型与蒙特卡罗法分析了着陆器在不确定着陆工况下的软着陆性能,验证了变阻尼缓冲器应用在着陆器中的可行性。基于动力学仿真模型和优化拉丁超立方实验设计抽取样本点,构造了描述变阻尼缓冲器缓冲特性参数、着陆工况参数与软着陆性能指标值之间映射关系的不完全三阶多项式响应面代理模型。为了得到性能最佳的变阻尼缓冲器,结合响应面模型、蒙特卡罗法与第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对变阻尼缓冲器的缓冲特性参数进行了优化。通过仿真模型验证,优化后的变阻尼缓冲器使着陆器的软着陆性能得到提升。