学位： 工学硕士
学科： 航天飞行器制造工程
论文题目：基于基于可钻性在线辨识的月面钻取采样钻进规程研究
- 建立了取芯钻具与月壤相互作用力学模型，为开展钻进对象在线辨识提供了力学模型基础。以空心钻杆和取芯钻头为研究对象，基于土力学相关理论，考虑钻具作用下月壤的失效形式以及运移机理基础上，提出了螺旋槽填充率概念。将钻进工况分成阻塞和非阻塞两类，建立了以钻进规程参数、钻具构型参数以及月壤物理力学参数为变量，不同工况下钻具与月壤相互作用力学模型。
- 开展了取芯钻具与月壤相互作用试验验证，优化了针对月壤的钻进规程参数。通过制备特定模拟月壤样本并测定其力学参数，在研制完成的钻取采样综合性能测试平台上开展多维钻进规程参数下的钻进取芯试验，验证了螺旋槽填充率假设及钻具-月壤力学模型的的正确性。引入月面钻取采样钻进规程优化指标，并以此为约束条件，利用最小能耗原理获得月壤的合理钻进规程参数。
- 划分了模拟月壤可钻性等级，实现复杂工况可钻性实时辨识的闭环控制。基于机械钻速法开展模拟月壤的可钻性等级划分，提取对可钻性等级辨识具有显著意义的钻进特征时域和频域参量，借助支持向量机的模式识别方法，设计可钻性等级辨识算法，通过网格搜索法优化支持向量机参数获得较高准确率的辨识模型。规划多层随机分布钻进样本进行可钻性等级实时辨识及闭环控制试验，验证了该控制方法的可行性。
发表论文：
- Qiquan Quan*, Junyue Tang, Shengyuan Jiang, Zongquan Deng, Hongwei Guo, and Yihui Tao, “A real-time recognition based drilling strategy for lunar exploration,” in Proceedings of the 2014 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2014, pp. 2375–2380.
- Qiquan Quan, Junyue Tang, Shengyuan Jiang*, He Li, Shengcheng Li, Zongquan Deng, and Shen Yin, “Control system for a drilling & coring device in lunar exploration,” in Proceedings of the 2013 IEEE International Conference on Information and Automation, 2013, pp. 581–586.
所获奖项：
- 哈尔滨工业大学优秀硕士论文（银奖）
参与项目：
- 2011年5月至2012年12月，参与重大专项：采样封装分系统设计集成与验证技术
- 2011年5月至2012年12月，参与重大专项：钻取采样机构关键技术及原理样机研制