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火星EDL导航、制导与控制方案综述与启示

宇航学报 2016年第5期37卷 499-511页

作者：李爽江秀强南京航空航天大学航天学院南京210016 南京航空航天大学航天新技术实验室南京210016

进入、下降与着陆(EDL)导航、制导与控制(GNC)对于成功着陆火星起着决定性作用。首先详细地介绍了火星EDL的技术需求与GNC面临的挑战;然后系统地总结了国外历次成功火星任务的EDL导航、制导与控制方案;接着有针对性地梳理了我国现有航... 详细信息

进入、下降与着陆(EDL)导航、制导与控制(GNC)对于成功着陆火星起着决定性作用。首先详细地介绍了火星EDL的技术需求与GNC面临的挑战;然后系统地总结了国外历次成功火星任务的EDL导航、制导与控制方案;接着有针对性地梳理了我国现有航天工程任务中可加以利用的技术基础;最后,在对比分析已有技术的基础上,对我国未来的火星探测工程EDL导航、制导与控制技术研发给出了初步的建议。

关键词：火星探测进入下降与着陆导航制导与控制工程方案总结与建议

基于负载均衡的大规模TTE消息调度表生成方法

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四川大学学报（自然科学版） 2022年第4期59卷 1-9页

作者：叶帆陈银超王涛季袁冬罗懋康江秀强四川大学空天科学与工程学院成都610207 航空工业成都飞机设计研究所成都610073 四川大学数学学院成都610064

在复杂拓扑条件下,机载网络存在大规模数据的高效传输需求.此时,传统的调度表生成方法存在高时间复杂度问题.为了有效解决这个问题,本文提出了一种基于负载均衡的时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet,TTE)消息调度表生成方法.该方... 详细信息

在复杂拓扑条件下,机载网络存在大规模数据的高效传输需求.此时,传统的调度表生成方法存在高时间复杂度问题.为了有效解决这个问题,本文提出了一种基于负载均衡的时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet,TTE)消息调度表生成方法.该方法首先生成消息传输备选较短路径集,综合地考虑消息长度和链路负载来选择消息路径、得到具有负载均衡特性的路径规划结果,然后以提高时序规划效率为目标,基于静态优先级生成调度表,依据消息长度和周期进行消息排序,并使用"背靠背"规则进行传输调度分配,以保证消息的实时性和确定性.仿真结果表明,当可调度消息帧数超过6000条时,在保证消息实时性的前提下,该方法比传统的满足性模理论(Satisfiability Modulo Theory,SMT)时间规划方法减少90%以上的计算时间,计算效率提升10-100倍,可见该方法适合于求解复杂大规模数据调度表的生成问题.本文的研究为改善机载网络的消息调度性能提供了一种可行方案.

关键词：时间触发以太网路径规划时序规划负载均衡

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基于自适应迭代学习的小行星绕飞容错控制

中国空间科学技术 2017年第1期37卷 1-10页

作者：黄怡欣李爽江秀强南京航空航天大学航天学院南京210016 南京航空航天大学航天新技术实验室南京210016

对于小行星绕飞任务的探测器姿态控制问题,已有方法大都考虑了干扰力矩和参数不确定等因素,而忽视了执行器故障情况。针对执行器故障条件下的小行星探测器姿态控制问题,提出了一种基于自适应迭代学习的容错控制方法。所设计的控制器包... 详细信息

对于小行星绕飞任务的探测器姿态控制问题,已有方法大都考虑了干扰力矩和参数不确定等因素,而忽视了执行器故障情况。针对执行器故障条件下的小行星探测器姿态控制问题,提出了一种基于自适应迭代学习的容错控制方法。所设计的控制器包括两部分:其一针对执行器故障,设计了自适应迭代学习控制器,采用类滑模的思想和自适应迭代学习算法对控制器参数进行调整,进而补偿执行器故障带来的影响,保证系统在控制输出不足情况下的高精度姿态稳定性;其二针对探测器参量变化、外部环境干扰等不确定情况,设计了基于自适应神经网络的迭代学习控制器,采用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络对系统非线性部分进行逼近,同时对控制器参数进行自适应迭代学习调整,进而保证系统在不确定情况下的动态性能。数值仿真结果表明该控制器能够有效抑制外部环境干扰和内部参数变化带来的不利影响,在执行器部分失效甚至完全失效故障情况下,仍能保证系统的鲁棒性并实现误差在10-2数量级内的较高姿态控制精度。

关键词：小行星探测器容错控制自适应迭代学习神经网络执行器故障

大不确定性条件下火星进入高精度组合导航方法研究

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大不确定性条件下火星进入高精度组合导航方法研究

作者：江秀强南京航空航天大学

学位级别：硕士

火星进入动力学过程存在着大气密度不确定性及其引起的飞行器气动参数的不确定性偏差,成为阻碍火星着陆精度进一步提升的“瓶颈”。火星进入段导航与制导精度是决定最终着陆精度的最主要因素,但以往的基于惯性航位推算的进入导航方式不... 详细信息

火星进入动力学过程存在着大气密度不确定性及其引起的飞行器气动参数的不确定性偏差,成为阻碍火星着陆精度进一步提升的“瓶颈”。火星进入段导航与制导精度是决定最终着陆精度的最主要因素,但以往的基于惯性航位推算的进入导航方式不能满足未来火星精确着陆任务要求,亟需开发考虑大不确定性因素的火星进入导航新技术。本学位论文从组合导航方案、导航滤波算法、可观性分析三个方面出发,对大不确定性条件下火星进入高精度组合导航方法进行了研究。首先,基于给定的火星环境模型和进入器构型,分别建立了用于模拟真实飞行状态的仿真动力学模型和用以进行滤波器设计的演化动力学模型。然后,利用三个轨道器与进入器的无线电测量作为外部修正,发展了基于不敏感扩展卡尔曼滤波的火星进入组合导航算法;仿真结果表明,该算法能够抑制不确定性偏差对导航滤波的不利影响,从而获得较高的导航精度。接着,利用一个轨道器加两个火星表面信标与进入器的无线电测量作为外部修正,设计了基于修改多模型自适应估计的火星进入组合导航算法;仿真结果表明,该算法增强了对不确定性参数的适应性,在进一步提高导航精度的同时,也实现了对火星大气密度的准确估计。最后,对上述两个火星进入组合导航算法进行了定性和定量的可观性分析;结果表明,外部测量几何关系是决定可观测度和导航误差的主要因素,而动力学模型的不确定性偏差会在局部范围内影响可观测度和导航精度。

关键词：火星进入大不确定性组合导航无线电测量不敏感扩展卡尔曼滤波多模型自适应估计可观性分析

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超音速巡航导弹飞行高度的串级控制与仿真

电光与控制 2011年第6期18卷 62-64,68页

作者：江秀强四川理工学院自动化与电子信息学院四川自贡643000

建立了超音速巡航导弹飞行高度的串级控制系统模型;利用最优参数整定法设计了副回路反馈补偿PD调节器;运用Matlab/Sisotool设计了主回路控制器。仿真结果表明,串级控制能较大程度地提高超音速巡航导弹飞行高度的控制性能。

关键词：巡航导弹串级控制仿真

基于IMU/LIDAR的月面软着陆自主导航方法

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导弹与航天运载技术 2013年第4期 56-60页

作者：江秀强南京航空航天大学航天学院南京210016

针对中国探月二、三期工程及未来星际着陆探测任务中对探测器精确着陆的要求,为避免采用导航相机进行导航时的大量图像处理运算对导航实时性的影响及其对星载计算机性能的苛刻要求,同时克服传统导航精度低的缺点,提出一种基于惯性测量单... 详细信息

针对中国探月二、三期工程及未来星际着陆探测任务中对探测器精确着陆的要求,为避免采用导航相机进行导航时的大量图像处理运算对导航实时性的影响及其对星载计算机性能的苛刻要求,同时克服传统导航精度低的缺点,提出一种基于惯性测量单元(IMU)加激光雷达(LIDAR)的着陆段自主导航方法。该方法利用惯性测量单元测得的探测器的加速度和角速度以及激光雷达测得的探测器相对于月面的距离和速度信息,通过改进扩展Kalman滤波估计出探测器的位置、速度和姿态。该方法的运算量较小,保证了良好的实时性,且仿真分析表明采用该方法对月面地形具有较好的适应能力,可获得较高的导航精度。

关键词：月面精确软着陆自主导航惯性测量单元激光雷达工程应用

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航空航天飞行力学跨方向融合教学探索与实践

航空航天飞行力学跨方向融合教学探索与实践

第四届全国高等学校航空航天类专业教育教学研讨会

作者：江秀强季袁冬钟苏川孙国皓四川大学空天科学与工程学院

针对在综合性大学新建的航空航天类学院航空宇航科学与技术专业讲授飞行力学相关课程所面临的办学规模小、师资有限、学时有限、航空与航天方向不宜细分等教学挑战,本文提出了一种航空航天飞行力学跨方向融合教学的思路和方法。梳理了... 详细信息

针对在综合性大学新建的航空航天类学院航空宇航科学与技术专业讲授飞行力学相关课程所面临的办学规模小、师资有限、学时有限、航空与航天方向不宜细分等教学挑战,本文提出了一种航空航天飞行力学跨方向融合教学的思路和方法。梳理了传统航空航天高校的飞行力学教学现状,分析了新建航空航天类学院飞行力学课程面临的教学挑战,探索了航空航天飞行力学跨方向融合教学改革方案,并以四川大学空天科学与工程学院的本科和研究生教学实践为例阐述了上述教学改革的实际效果。

关键词：航空飞行力学航天飞行力学跨方向融合教学改革教学实践

来源： cnki会议评论

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航空航天专业“以学生为中心”教育理念探究

航空航天专业“以学生为中心”教育理念探究

飞行器控制与信息工程专业“数字信号处理”课程思政教育探索与实践

第四届全国高等学校航空航天类专业教育教学研讨会

作者：李雪婷钟苏川孙国皓江秀强四川大学空天科学与工程学院

当今世界正在经历"百年未有之大变局",在这种世界格局之下,教育成为实现中华民族伟大复兴具有决定性意义的事业。中国社会主义教育事业发展的根本问题是:培养什么人、怎样培养人、为谁培养人,"人"是教育的核心。然而,传统的高等教育方... 详细信息

当今世界正在经历"百年未有之大变局",在这种世界格局之下,教育成为实现中华民族伟大复兴具有决定性意义的事业。中国社会主义教育事业发展的根本问题是:培养什么人、怎样培养人、为谁培养人,"人"是教育的核心。然而,传统的高等教育方法通常是灌输式教学方法,教师会什么教什么,较少关注到学生在教育过程中所充当的角色,这在很大程度上限制了高等教育人才培养质量提升。为了解决这个问题,联合国教科文组织在首届高等教育大会宣言中提出"高等教育需要转向‘以学生为中心’的新视角和新模式",而如何做到"以学生为中心"则成为当今世界高等教育事业中一个亟待解决的关键问题。就航空航天专业而言,显然,"以学生为中心"的高等教育基本理念和方法,是培养航空航天专业卓越工程师,实现科技强国、空天报国的必经之路。

关键词： "以学生为中心" 课程体系教学主体结果为导以学评教

来源： cnki会议评论

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飞行器控制与信息工程专业“数字信号处理”课程思政教育探索与实...