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太阳帆日心悬浮轨道附近的相对运动

力学学报 2007年第4期39卷 522-527页

作者：龚胜平李俊峰高云峰宝音贺西清华大学航天航空学院北京100084

研究悬浮轨道附近的编队飞行问题,推导了悬浮轨道附近的相对运动方程．由于编队太阳帆之间的距离与帆到太阳的距离的比值为小量,将相对运动方程在悬浮轨道附近线性化,得到了线性化方程．基于该线性化方程,考虑了悬浮轨道附近的几种编队... 详细信息

研究悬浮轨道附近的编队飞行问题,推导了悬浮轨道附近的相对运动方程．由于编队太阳帆之间的距离与帆到太阳的距离的比值为小量,将相对运动方程在悬浮轨道附近线性化,得到了线性化方程．基于该线性化方程,考虑了悬浮轨道附近的几种编队控制方法,只需通过调节太阳帆的姿态来进行简单的控制．其中包括一种被动编队控制策略,该控制策略具有实现简单、稳定区域大的特点,具有很好的工程应用前景．最后基于非线性方程对每种编队策略进行了数值仿真验证,数值结果表明该控制方法能实现编队．

关键词：太阳帆悬浮轨道相对运动编队飞行被动控制

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遗传算法在近圆轨道编队设计中的应用

清华大学学报（自然科学版） 2006年第11期46卷 1918-1921页

作者：李炎恒李俊峰高云峰宝音贺西清华大学航天航空学院北京100084

椭圆参考轨道的卫星编队队形设计比圆参考轨道要困难得多,有时很难找到符合队形要求的初始条件。基于L aw den方程,给出了利用遗传算法设计椭圆参考轨道情形下的星下点圆形编队设计方法。由于参考轨道为大偏心率椭圆轨道时不存在圆形星... 详细信息

椭圆参考轨道的卫星编队队形设计比圆参考轨道要困难得多,有时很难找到符合队形要求的初始条件。基于L aw den方程,给出了利用遗传算法设计椭圆参考轨道情形下的星下点圆形编队设计方法。由于参考轨道为大偏心率椭圆轨道时不存在圆形星下点队形,只讨论了参考轨道为小偏心率椭圆的情形。与对圆参考轨道的C-W方程初始条件进行修正的方法相比,该方法有更高的设计精度。最后使用脉冲推力模型求解了椭圆参考轨道编队的能量最省队形重构的轨迹规划问题。结果表明,遗传算法可以很好地应用于小偏心率参考轨道编队的队形和重构轨迹设计中。

关键词：卫星编队飞行椭圆参考轨道 Lawden方程遗传算法队形设计与重构

地日系统中Lagrange点附近的编队队形重构

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清华大学学报（自然科学版） 2007年第5期47卷 738-741页

作者：龚胜平李俊峰宝音贺西高云峰清华大学航天航空学院北京100084

L agrange点附近的编队研究对深空探测有着非常重要的意义。该文研究了利用双脉冲变轨实现三体问题中H a lo轨道附近编队的队形重构问题。证明了在短时间重构时,三体问题中存在着与Hohm ann变轨类似的结论:始末脉冲法是双变轨法中能量... 详细信息

L agrange点附近的编队研究对深空探测有着非常重要的意义。该文研究了利用双脉冲变轨实现三体问题中H a lo轨道附近编队的队形重构问题。证明了在短时间重构时,三体问题中存在着与Hohm ann变轨类似的结论:始末脉冲法是双变轨法中能量最优的重构方法。给出了实现重构所需能量的近似解析表达式和精确计算的数值方法。短时间重构的情况下,数值方法与解析方法得到的结果几乎相同。结果表明:在使用始末法实现重构时,重构所需要能量随重构时间的增加而减少,随重构半径的增加而增加。

关键词：航天器飞行力学三体问题 Halo轨道编队队形重构

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组合式航天器概念及构型变换最优脉冲控制

航天控制 2013年第2期31卷 62-68页

作者：田爱平宝音贺西李俊峰海军航空工程学院飞行器工程系烟台264001 清华大学航天航空学院北京100084

为应对多种多样的不确定性对传统航天器的挑战,提出了一种更具灵活性、可靠性的组合式航天器概念。从模块化设计、标准化接口、运行模式、空间任务构型方面对此航天器概念进行描述。它在可维护性、规模可缩放性、可重构性等性能显著增强... 详细信息

为应对多种多样的不确定性对传统航天器的挑战,提出了一种更具灵活性、可靠性的组合式航天器概念。从模块化设计、标准化接口、运行模式、空间任务构型方面对此航天器概念进行描述。它在可维护性、规模可缩放性、可重构性等性能显著增强,特别是具有根据空间任务的不同而进行构型变换的能力。并从相对运动动力学方程出发,本文针对组合式航天器空间任务构型变换,设计了给定机动时间的、以燃料消耗最少为目标的最优脉冲控制方法,生成最优脉冲序列。仿真结果表明,最优脉冲控制方法是实现组合式航天器构型变换的一种有效途径。

关键词：组合式航天器构型变换最优脉冲控制线性规划

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精确动力学模型中的行星引力辅助轨道设计

中国空间科学技术 2013年第2期33卷 1-6页

作者：杨洪伟陈杨宝音贺西李俊峰清华大学航天航空学院北京100084

轨道设计分为初步设计和精确模型迭代两步,初步设计基于等效脉冲模型,用圆锥曲线拼接法确定时间窗口和引力辅助产生的速度脉冲。精确模型中引力辅助看作是一个连续的过程,将简化模型得到的引力辅助双曲线轨道化为行星心目标B平面参数,... 详细信息

轨道设计分为初步设计和精确模型迭代两步,初步设计基于等效脉冲模型,用圆锥曲线拼接法确定时间窗口和引力辅助产生的速度脉冲。精确模型中引力辅助看作是一个连续的过程,将简化模型得到的引力辅助双曲线轨道化为行星心目标B平面参数,以地心逃逸速度作为设计变量,通过微分修正的方法进行求解。通过算例对比分析了简化模型和精确模型设计结果之间的关系,结果表明,引力辅助脉冲等效模型精度较好。

关键词：轨道设计精确动力学模型引力辅助微分修正深空探测

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基于拉网主动控制的运载火箭回收策略

力学与实践 2020年第2期42卷 151-155页

作者：叶立军刘付成宝音贺西清华大学航天航空学院北京100084 上海航天控制技术研究所上海201109 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109

运载火箭回收技术已经成为热门研究课题,本文提出了一种基于拉网主动控制的运载火箭回收策略,介绍了基本工作原理及组成,给出了初步设计。

关键词：拉网控制运载火箭回收着陆

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临近空间无人飞行器多余度容错导航系统设计

航空学报 2016年第S1期37卷 91-98页

作者：吴永亮蔡亚男宝音贺西熊立川刘盛川成都飞机设计研究所成都610091 清华大学航天航空学院北京100084 电子科技大学航空航天学院成都611731

临近空间无人飞行器导航系统的故障直接影响到飞行器的任务执行和飞行安全,因此必须能够长时间地保持稳定性和精确性,为达到此目的必须设计由惯性导航、卫星导航等多种导航传感器组成的多源多余度容错导航系统,提高系统的可靠性。针对... 详细信息

临近空间无人飞行器导航系统的故障直接影响到飞行器的任务执行和飞行安全,因此必须能够长时间地保持稳定性和精确性,为达到此目的必须设计由惯性导航、卫星导航等多种导航传感器组成的多源多余度容错导航系统,提高系统的可靠性。针对临近空间飞行器制导控制对导航信息的需求,提出了一种标准的三余度导航系统架构,并设计了采用新型加权平均表决子算法,具备故障检测和隔离以及故障重构功能的容错重构算法,构建了适用于临近空间无人飞行器的多余度容错导航系统,通过实测试验数据仿真验证了容错导航系统的性能,展示了系统一次故障工作的故障容错能力。所研究内容也可被其他类型的无人飞行器借鉴和参考。

关键词：临近空间无人飞行器导航系统故障检测故障隔离容错重构

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火星探测接近段的光学自主导航研究

空间科学学报 2013年第3期33卷 313-319页

作者：崔文张少愚张树瑜宝音贺西清华大学航天航空学院北京100084 宇航动力学国家重点实验室西安710043 西安卫星测控中心西安710043 上海航天控制技术研究所上海200233

目前光学自主导航技术已成为深空探测计划中的重点研究对象.已有研究多侧重于光学自主导航技术在深空探测巡航段或是对小行星探测接近段中的应用,而关于大行星探测接近段光学自主导航技术的研究比较少.结合中国即将开展的火星探测计划,... 详细信息

目前光学自主导航技术已成为深空探测计划中的重点研究对象.已有研究多侧重于光学自主导航技术在深空探测巡航段或是对小行星探测接近段中的应用,而关于大行星探测接近段光学自主导航技术的研究比较少.结合中国即将开展的火星探测计划,研究了探测器在火星探测接近段中利用火星进行光学自主导航的整个过程,提出了适用于接近段的动力学模型、光学观测模型及自主导航滤波算法.通过对自主导航系统的可观测性分析,证明了仅利用火星光学信息进行自主导航的可行性.仿真计算结果表明,在接近段,整个光学自主导航的持续时间约为40 h.在自主导航的最后5 h内,滤波结果稳定,探测器的总体位置误差在40 km以内,速度误差在0.25 m·s^(-1)以内.计算结果的精度满足实际任务需求,对中国火星探测计划具有直接的参考价值.

关键词：火星探测接近段光学自主导航扩展卡尔曼滤波

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基于纵向滤波的星敏感器低频误差在线估计

航空学报 2019年第10期40卷 238-248页

作者：叶立军刘付成尹海宁徐樱宝音贺西清华大学航天航空学院北京100084 上海航天控制技术研究所上海201109 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109

多敏感器数据融合是获得更高精度姿态测量的有效方法,敏感器数据融合前必须先修正低频误差。首先,介绍了星敏感器低频误差(LFE)的产生机理及对其在线估计的必要性。其次,针对传统算法的不足,提出了基于纵向滤波的低频误差在线估计算法,... 详细信息

多敏感器数据融合是获得更高精度姿态测量的有效方法,敏感器数据融合前必须先修正低频误差。首先,介绍了星敏感器低频误差(LFE)的产生机理及对其在线估计的必要性。其次,针对传统算法的不足,提出了基于纵向滤波的低频误差在线估计算法,该算法将传统低频误差估计问题转化为若干个常值误差估计问题,提高了估计精度。最后,给出了该算法具体实施方式,说明相关参数物理意义及选取原则。通过理论分析及仿真,算法误差可忽略不计。通过在轨数据仿真,星敏感器轨道周期低频误差可被消除。

关键词：低频误差轨道周期纵向滤波在线估计星敏感器数据融合