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卫星编队飞行的无速度测量非线性鲁棒控制

宇航学报 2003年第1期24卷 23-27,37页

作者：张玉锟戴金海国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

本文基于带有界干扰的线性动力学模型 ,研究了卫星编队飞行中的相对位置控制问题。首先 ,在线性二次型最优控制的基础上 ,设计了一种非线性控制律 ,并使用李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的稳定性。接着 ,通过对线性系统状态观测器进行... 详细信息

本文基于带有界干扰的线性动力学模型 ,研究了卫星编队飞行中的相对位置控制问题。首先 ,在线性二次型最优控制的基础上 ,设计了一种非线性控制律 ,并使用李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的稳定性。接着 ,通过对线性系统状态观测器进行改进 ,得到了一种非线性速度观测器 ,观测误差被证明是渐近收敛的。观测器与控制律的结合实现了无速度测量的控制 ,闭环系统被证明是渐近稳定的。

关键词：编队飞行非线性控制观测器鲁棒性

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卫星编队飞行的地球扁率摄动分析

宇航学报 2002年第3期23卷 72-76页

作者：张玉锟戴金海国防科科技大学航天与材料工程学院长沙410073

本文研究了地球扁率 J2 项摄动对卫星编队飞行的影响。首先 ,给出了编队飞行的数学描述 ,推导了轨道根数和相对运动状态的关系式 ;然后 ,将卫星编队的受摄影响分解为整体摄动和相对摄动 ,分别得到了解析解 ,重点分析了相对摄动规律。研... 详细信息

本文研究了地球扁率 J2 项摄动对卫星编队飞行的影响。首先 ,给出了编队飞行的数学描述 ,推导了轨道根数和相对运动状态的关系式 ;然后 ,将卫星编队的受摄影响分解为整体摄动和相对摄动 ,分别得到了解析解 ,重点分析了相对摄动规律。研究结果对卫星编队的设计有一定的参考价值。

关键词：卫星编队飞行地球扁率摄动轨道设计

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考虑J_2项摄动的卫星编队飞行

国防科技大学学报 2002年第2期24卷 6-10页

作者：张玉锟戴金海国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

针对参考卫星运行于圆轨道的编队飞行 ,分析了J2 项摄动的影响。在此基础上提出了一种方法 ,通过调整环绕卫星的半长轴 ,大大减小了J2 项摄动对编队飞行的破坏作用。此外 ,基于冲量假设估计了编队保持的代价。数值结果表明 ,调整长半轴... 详细信息

针对参考卫星运行于圆轨道的编队飞行 ,分析了J2 项摄动的影响。在此基础上提出了一种方法 ,通过调整环绕卫星的半长轴 ,大大减小了J2 项摄动对编队飞行的破坏作用。此外 ,基于冲量假设估计了编队保持的代价。数值结果表明 ,调整长半轴的卫星编队可以长期保持 ,节省了大量的控制燃料。

关键词：卫星编队飞行轨道设计 J2项摄动轨道控制

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多目标的分布式协同进化MDO算法

国防科技大学学报 2002年第4期24卷 12-15页

作者：陈琪锋戴金海国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

通过引入非优超排序和排挤的多目标处理机制 ,将分布式协同进化MDO算法的能力扩展到多目标的多学科设计优化问题。多目标的分布式协同进化MDO算法在保持各学科充分自治和各学科并行设计优化协同的基础上 ,通过一次运行即可获得具有良好... 详细信息

通过引入非优超排序和排挤的多目标处理机制 ,将分布式协同进化MDO算法的能力扩展到多目标的多学科设计优化问题。多目标的分布式协同进化MDO算法在保持各学科充分自治和各学科并行设计优化协同的基础上 ,通过一次运行即可获得具有良好分布的多个Pareto最优解 ,逼近整个Pareto最优前沿。应用于导弹气动 /发动机 /控制三学科两目标设计优化问题 ,与约束法计算结果的对比表明算法能够有效逼近该问题的Pareto最优前沿。

关键词： MDO算法导弹设计多学科设计优化多目标优化进化计算协同进化算法分布式计算

基于Agent的分布式卫星自主构形重构技术

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国防科技大学学报 2007年第2期29卷 5-9页

作者：张健戴金海国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

自主构形重构是分布式卫星自主运行的典型任务。将构形重构问题分解为底层控制问题和上层规划问题,给出构形重构问题的统一描述,在一种递阶控制结构中探讨基于Agent的分布式卫星自主构形重构问题,并介绍基于ObjectAgent的实现框架。针... 详细信息

自主构形重构是分布式卫星自主运行的典型任务。将构形重构问题分解为底层控制问题和上层规划问题,给出构形重构问题的统一描述,在一种递阶控制结构中探讨基于Agent的分布式卫星自主构形重构问题,并介绍基于ObjectAgent的实现框架。针对底层控制问题,提出卫星相对运动轨道调整的螺旋控制策略,并对燃料消耗量进行估计;针对上层规划问题,采用拍卖算法完成构形重构位置分配。最后通过一个仿真实例验证基于Agent的分布式卫星自主构形重构的可行性。

关键词：分布式卫星卫星编队自主构形重构 Agent ObjectAgent

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面向多星协同的卫星自组织自主控制体系结构

国防科技大学学报 2005年第5期27卷 95-98页

作者：张健戴金海国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

针对多卫星系统的自主控制需求,提出了一种面向多星协同的单星自组织自主控制体系结构(SAASO)。分析了多卫星系统自主控制的要求和特点,介绍了SAASO的层次化结构,讨论了各层的Agent组成、功能及相互联系,阐述了基于SAASO的自主控制系统... 详细信息

针对多卫星系统的自主控制需求,提出了一种面向多星协同的单星自组织自主控制体系结构(SAASO)。分析了多卫星系统自主控制的要求和特点,介绍了SAASO的层次化结构,讨论了各层的Agent组成、功能及相互联系,阐述了基于SAASO的自主控制系统工作原理,并探讨了系统自组织形式。SAASO面向不同的航天任务、不同自主程度的卫星设计,具有一定的通用性。

关键词：卫星多卫星系统自主控制体系结构多Agent系统自组织

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伴随卫星的燃料-时间优化回收

宇航学报 2007年第1期28卷 167-170,208页

作者：张健戴金海国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

伴随卫星回收是伴星应用中的一项主要技术。航天任务需求对伴星回收问题不仅提出了最省燃料要求,而且提出了最小时间要求。本文设计了一条稳定的燃料-时间优化回收轨道。从相对运动的Hill方程出发,给出伴星回收问题描述,阐述回收轨道设... 详细信息

伴随卫星回收是伴星应用中的一项主要技术。航天任务需求对伴星回收问题不仅提出了最省燃料要求,而且提出了最小时间要求。本文设计了一条稳定的燃料-时间优化回收轨道。从相对运动的Hill方程出发,给出伴星回收问题描述,阐述回收轨道设计思想及稳定回收条件,提出一种有效的螺旋式回收策略,探讨参数确定方法,并对回收轨道的特点和稳定性进行分析,最后研究了燃料消耗量与回收时间及初始相位的关系。仿真结果表明,利用螺旋回收策略,可以保证伴随卫星快速、稳定回收,且能在燃料消耗量与回收时间之间寻求最佳折衷。

关键词：伴随卫星相对轨道控制燃料-时间优化

基于Agent的建模与仿真支持下的复杂系统效能分析法

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系统仿真学报 2008年第15期20卷 3911-3914,3919页

作者：李昊戴金海中国航天员科研训练中心北京100094 国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

对复杂系统的能力进行分析时,仅在理想环境下独立进行的性能评估往往满足不了要求,人们希望能够根据系统完成使命的情况作出综合评判。该文在系统效能分析法(SEA)的基础上,结合基于agent的建模与仿真(ABMS)方法,提出一种ABMS支持下的系... 详细信息

对复杂系统的能力进行分析时,仅在理想环境下独立进行的性能评估往往满足不了要求,人们希望能够根据系统完成使命的情况作出综合评判。该文在系统效能分析法(SEA)的基础上,结合基于agent的建模与仿真(ABMS)方法,提出一种ABMS支持下的系统效能分析法:ABMSEA,以解决复杂系统效能评估问题。并以一个火灾监视多卫星系统为例,演示了对此方法的应用。

关键词：系统效能使命环境评估

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自主运行卫星编队构形重构控制策略仿真分析

系统仿真学报 2007年第3期19卷 627-630页

作者：张健戴金海国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

采用模糊逻辑控制器与LQR相结合的控制策略来解决自主运行卫星编队构形重构问题。首先,基于Hill方程,利用LQR理论设计控制器;然后,设计模糊逻辑控制器,利用编队运行中的导航信息、通信信息以及任务优先级信息,对控制器增益进行模糊调节... 详细信息

采用模糊逻辑控制器与LQR相结合的控制策略来解决自主运行卫星编队构形重构问题。首先,基于Hill方程,利用LQR理论设计控制器;然后,设计模糊逻辑控制器,利用编队运行中的导航信息、通信信息以及任务优先级信息,对控制器增益进行模糊调节。该控制策略可以有效实现编队构形重构,且能在燃料消耗量与任务优先级和构形差异之间达到折衷。仿真结果表明了方法的有效性。

关键词：自主运行编队:构形重构控制 Hill方程 LQR 模糊控制