刘磊


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基本信息 The basic information

刘磊

航天学院

博士研究生毕业

哲学博士

教授

航空宇航科学-飞行器设计,航空宇航科学

leiliu@nwpu.edu.cn

工作经历 Work Experience

2020.7-至今,西北工业大学,航天学院,教授 

2018.6-至今,西北工业大学,航天学院,博士生导师

2014.12-至今,西北工业大学,航天学院,副教授 

2012.12-2014.11,大连理工大学,航空航天学院

教育经历 Education Experience

2008.8-2012.12,新加坡国立大学,电子和计算机工程系,控制理论与工程,博士

2005.9-2008.7,哈尔滨工业大学,航天学院,航空宇航科学与技术,博士

2001.9-2005.7,哈尔滨工业大学,航天学院,航天工程与力学系,本科

教育教学 Education And Teaching

本科生课程:

(1) 航天器姿态动力学与控制

(2) 空天光电探测基础 

(3) 空间环境 

研究生课程:

(1) 先进航天器动力学与控制

(2) 空间微振动与控制

招生信息 Admission Information

       课题组与中国空间技术研究院(501、502、504、通信导航卫星事业部、东方红等)、中科院(国家授时中心、量子国家实验室、上海技物所等)、新加坡SIMTech等合作紧密,学生有大量机会开展课题合作、联合培养等,学生与航天总师、中科院科学家充分交流,可以深度参与国家战略科学、战略技术研究,课题组本着学术研究与工程应用相结合、航天技术与空间物理、光学等交叉融合方式,高水平培养研究生。 

欢迎报考以下方向的博士、硕士研究生。

(1). 飞行器设计(总体技术):微振动与精准控制/光电系统控制/智能结构与控制,主要研究关于超静超稳航天器、空间激光对准、超精密科学仪器的主动隔振定向等技术方案设计、研制与应用。

(2).  飞行器设计(飞行力学):时频动力学,主要研究关于量子科学卫星、引力波探测卫星相对论时间的生成、传递与比对;分布式空间测量,主要研究关于超大口径干涉测量、虚拟成像的航天器技术。

(3)  飞行器信息与控制:量子探测,主要研究单光子成像探测、微弱目标识别等。

(4).   机械工程/控制工程:专业硕士。

招聘博士后或青年教师方向:

(1)微振动与精准控制(2)光电系统技术(3)空间飞行器动力学与控制(4)智能结构与系统

科学研究 Scientific Research

       瞄准空间量子科学、引力波探测、空间激光通信、深空探测、武器平台跟瞄、弱微目标探测等前沿需求,探索超静主动隔振、高精度瞄准、时频动力学、光电系统控制等新原理、新技术、新方法。主要研究方向有:1.超静主动隔振,2.超精密定向,3.时频动力学,4.光电系统控制。近年主持有国家自然科学基金(面上/青年),军科委,载人航天等国家级课题8项,中科院、中国航天科技集团,中航工业集团等多项基础研究和技术开发课题,总经费2200多万;并建设有100平米千级洁净度“微振动与精准控制实验室”,设备总价值800多万。

学术成果 Academic Achievements

        目前在超静平台、空间精跟瞄、智能作动、时频动力学、光电系统控制等方面已发表学术论文40多篇,英文专著3部,中文专著1部,并研制了亚微弧度光电跟瞄平台、六自由度隔振定向平台、微动传感、控制与驱动系统、以及国产自主可控超静隔振平台等,应用到光学原子钟、量子科学实验、天线面型调控等。

主要学术成果如下:


1.   Keda He, Qing Li, Lei Liu, Active Vibration Isolation of Ultra-stable Optical Reference Cavity of Space Optical Clock, Aerospace Science and Technology, 2021.  

2.   Lei Liu*, Hai Yun, Qing Li, et al, Fractional Order Based Modeling and Identification of Coupled Creep and  Hysteresis Effects in Piezoelectric Actuators,  IEEE/ASME Trans. Mechatronics, 2020.

3.  Zijun Xiong, Lei Liu*, Qing Li, Composite Formation Flying Strategy for Distributed Space Telescopes with an Ultra- large Aperture, Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems,2020.

4.  Qing Li, Lei  Liu*, et al, Broadband Modeling and Precise Control of Piezoelectric Sensing-Actuating System for Dynamic Force Output, Journal of the Franklin Institute, 2020,.

5.  Qing Li, Lei Liu*, Development of Multitarget Acquisition, Pointing, and Tracking System for Airborne Laser Communication, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2019,15(3):1720-1729.

6.  Lei Liu*, Qing Li, Jian Liang, Hai Yuan, Xiaofei Ma, Composite Modeling and Parameter Identification of Broad Bandwidth Hysteretic Dynamics in Piezoelectric Fast Steering Platform, Mechanical Systems and Signal Processing, 2019, 121: 97-111.

7.   Hai Yun, Lei Liu*, Weobo Li, Liang Tang, Development of Isotropic Stewart Platform for Telescope Secondary Mirror,Mechanical Systems and Signal Processing, 2019,127:328-344.

8.   Hai Yun, Lei Liu*, Qing Li, Investigation on Two-stage Vibration Suppression and Precision Pointing for Space Optical Payloads, Aerospace Science and Technology, 2019.  

9.     Lei Liu, Yanbin Zhao, Liang Tang, Yufei Xu, and Yuguang Bai, Modeling and Identification Investigation of Multi-field Hysteretic Dynamics in Flexure-guided Piezo Platform, Mechanical Systems and Signal Processing, 2015, 50(1): 594–606.

10.   Lei Liu*, Kok Kiong Tan, Silu Chen, Cheksing Teo, Tong Heng Lee, Discrete Composite Control of Piezoelectric Actuators for High Speed Precision Scanning, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2013,9(2):859-868

11.   HongjieYang, Lei Liu*, Hai Yun, XinguoLi, Modeling and Collision Avoidance Control for the Disturbance-Free Payload Spacecraft, Acta Astronautica, 2019,164:415-424. 

12.   Qing Li, Lei Liu*, Yifan Deng, Twistor-based Synchronous Sliding Mode Control of Spacecraft, Chinese Journal of   Aeronautics, 2018, 31(5): 1153-1164.

 13.  Lei Liu*, Kok Kiong Tan, Cheksing Teo, Silu Chen, Tong Heng Lee, Development of An approach toward Comprehensive Identification of Hysteretic Dynamics in Piezoelectric Actuators, IEEE Transactions on Control Systems Technology,2013. 21(5):1834-1845.

14.   Lei Liu*kok Kiong Tan, Tong Heng Lee, Multirate-based Composite Controller Design  of Piezoelectric Actuators for High-bandwidth and Precision Tracking, IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2014,22(2):816-821.

15.   Lei Liu*, Kok Kiong Tan, Tong Heng Lee, SVD-based Preisach Hysteresis Identification and Composite Control of Piezo Actuators, ISA Transactions, 51(3):430-438. 2012.

16.   Lei Liu*, Yu-guang Bai, Da-li Zhang and Zhi-gang Wu. Ultra-precision Measurement and Control of Angle Motion in Piezo-based Platforms Using Strain Gauge Sensors and a Robust Composite Controller. Sensors. 2013, 13(7), 9070-9084.

17.  Yifan Deng, Zhigang Wang, Lei Liu*Unscented Kalman Filter for Spacecraft Pose Estimation Using Twistors,Journal of Guidance Control and Dynamcis, 2016,39(8):1844-1856.

18.  Yufei Xu,  He Liao, Lei Liu,  Yue Wang, Modeling and Robust H-infinite Control of a Novel Non-contact Ultra-quiet Stewart Spacecraft,Acta Astronautica, 2017: 274-289.

19.  Jun Lv, Liang Tang, Wenbo Li, Lei Liu*,  Hongwu Zhang,Topology Optimization of Adaptive Fluid-actuated Cellular Structures with Arbitrary Polygonal Motor Cells,Smart Materials and Structures,2016,25(5):055021

20. Jian Liang, Lei Liu*, Shuo Tang, Modeling and enhancement of space-based gravitational wave detection sensitivity with optical atomic clocks, Microgravity Science and Technology, 2020.

21.  Jian Liang, Lei Liu*, Relativistic Evaluation Models of Laser Time Transfer between Satellites Resulting from Orbit Perturbations and Attitude Jitters, Microgravity Science and Technology, 2019.

22.  Jiaxing ZhouLei Liu*Zhigang Wang, Modeling and Analysis of Ultra-Low Frequency Dynamics of Drag-Free Satellites, Microgravity Science and Technology,2019,1-10. 

23.   Lei Liu*, Kok Kiong Tan, Guo Yu, Tong Heng Lee, Active Vibration Isolation Based on Model Reference Adaptive Control, International Journal of Systems Science, 45(2):97-108, 2014. 

24.   Lei Liu*, Kok Kiong Tan, Tong Heng Lee, Identification, SVD-based Accurate Identification and Compensation of the Coupling Hysteresis and Creep Dynamics in Piezoelectric Actuators, Asian Journal of Control,2014,16(1):59-69.

25. Lei Liu, Benli Wang, Multi Objective Robust Active Vibration Control for Flexure Jointed Struts of Stewart Platforms via H∞ and μ synthesis. Chinese Journal of Aeronautics. 2008, 21(2): 125-133. 

26.  Jian Liang, Bindi You, Deqing Huang, Silu Chen,  Lei Liu, Precision Motion Systems:Modeling, Control, and Applications, Elsevier, 2019.

27.    Lei Liu, Yi Yang, Modeling and Control of Systems with Hysteresis, Elsevier, 2015.

28.  刘磊,谢宗涛,孙帅,工业自动化驱动与控制,机械工业出版社,2015.

29.  刘磊, 王萍萍, Stewart平台动力学建模及鲁棒主动隔振控制,宇航学报,2011,32(6):1231-1238.

30.  庞岩,李静,刘磊*, 柔性线缆连接的分离式卫星动力学建模,宇航学报,2017,38(1):1-9.

31.  杨鸿杰,刘磊*,超静超稳卫星碰振动力学建模, 宇航学报,2019:40(8):861-869.

32.  梁健,贾前,刘磊*,唐硕,基于广义相对论的轨道摄动卫星皮秒计时与时间比对研究,中国科学:技术科学,2021. 

33. 杨鸿杰,刘磊*,超静科学卫星分离式主动隔振技术,中国空间科学技术,2021.

34. 熊子珺,刘磊*,杨鸿杰,基于自适应LMS算法的空间光束快速扫描跟踪控制方法,中国空间科学技术,2021.

35. 董雨桐,王文豪,马小飞,刘磊*,基于重复自抗扰控制的索网天线振动抑制,中国空间科学技术,2022.

36. 扈航,刘磊*,李聪,曹桂兴,深空合作目标高概率捕获复合扫描策略研究,中国空间科学技术,2022.

37. 杨鸿杰,代锋,刘磊*,综合大质量偏心与弹簧横向刚度的超静主动隔振平台动力学解耦控制研究,振动与冲击,2022年.

38. 马超、刘磊*、杨鸿杰,微重力模拟装置中悬吊弹簧局部模态动力学建模与试验研究,振动与冲击,2022年.


授权发明专利:

1. 刘磊,  熊敏, 唐硕, 一种分离式电磁力耦合卫星载荷指向操控方法,2018.12.21,ZL201710118415.2

2. 刘磊,  李青,  李静, 一种机载光电平台稳定指向控制方法,2018.6.5,ZL201610195337.1

3. 刘磊, 李青, 梁健, 一种组合驱动多力矩输出动量轮及其控制方法,2018.12.25,ZL201610651640.8

4. 刘磊, 熊敏, 魏震, 唐硕, 卫星分布式载荷的编队方法,2019.6.21,ZL201710277775.7

5. 刘磊熊敏魏震唐硕,一种四自由度弯矩作动器,2019.8.9,ZL201711369681.9

6. 刘磊李青唐硕卫星复合编队方法, 2020.3,ZL201710558811.7

社会兼职 Social Appointments

中国空间科学技术,航天五院主办中文核心期刊,编委,2020年5月-至今;

Frontiers in Mechanical Engineering,教育部主办SCI期刊,编委,2022年3月-至今;

宇航总体技术,航天一院主办期刊,编委,2021年12月-至今;