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一种针对分离模块航天器系统的分层优化方法

宇航学报 2013年第9期34卷 1207-1214页

作者：唐宇陈小前姚雯国防科学技术大学航天科学与工程学院长沙410073

针对分离模块航天器系统优化中存在计算量大、算法复杂度高的问题,提出了一种基于分层的分离模块航天器系统优化方法。该方法将系统优化问题分解为三个层次进行,顶层规划模块数和轨道高度,中间层优化组件配置,底层优化运载发射方案。其... 详细信息

针对分离模块航天器系统优化中存在计算量大、算法复杂度高的问题,提出了一种基于分层的分离模块航天器系统优化方法。该方法将系统优化问题分解为三个层次进行,顶层规划模块数和轨道高度,中间层优化组件配置,底层优化运载发射方案。其中顶层嵌套调用中间层,中间层嵌套调用底层,底层直接计算求解最优运载发射方案,避免了直接基于分离模块航天器全寿命周期仿真来优化运载发射方案。应用该方法对虚拟对地遥感分离模块航天器进行优化,结果表明,优化过程简单,计算量小,算法复杂度低,优化效果显著。

关键词：分离模块航天器分层优化运载发射方案优化组件配置优化模块数与轨道高度优化

分离模块航天器虚拟对接姿态鲁棒自适应协同控制

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航天控制 2013年第5期31卷 55-61页

作者：李兆铭高永明牛亚峰黄勇李磊中国人民解放军装备学院北京101416

针对分离模块航天器虚拟对接这一关键技术,从航天器姿态控制的角度设计了一种鲁棒自适应协同控制器,该控制器容许模块存在转动惯量不确定及受空间摄动干扰等因素,利用模块间无线通信将主模块的状态信息引入从模块控制器中,从而实现了主... 详细信息

针对分离模块航天器虚拟对接这一关键技术,从航天器姿态控制的角度设计了一种鲁棒自适应协同控制器,该控制器容许模块存在转动惯量不确定及受空间摄动干扰等因素,利用模块间无线通信将主模块的状态信息引入从模块控制器中,从而实现了主从模块协同虚拟对接。采用修正的罗德里格斯参数描述模块的姿态,将虚拟对接的姿态控制分为2个过程,分别给出每个过程期望姿态的解算方法。将转动惯量不确定性和空间摄动干扰作为整体分析,利用滑模控制思想分别为主从模块设计了鲁棒自适应控制器,并基于Lyapunov稳定性理论给出控制器的稳定性证明,最后的仿真结果验证了该控制器的有效性。

关键词：分离模块航天器虚拟对接姿态控制鲁棒自适应协同

多Agent自主系统结构及其在分离模块航天器中的应用

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航天控制 2013年第2期31卷 49-55页

作者：颜军李勇北京控制工程研究所北京100190 中国空间技术研究院北京100094

针对分离模块航天器对于灵活构建和组织多个卫星协同工作,实现自主运行的需求,提出基于"Agent容器程序"管理的多Agent自主运行系统结构。以多个规划Agent的组织为基础,综合使用多种类型的通用及专用Agent,实现了自主运行系统的适用性、... 详细信息

针对分离模块航天器对于灵活构建和组织多个卫星协同工作,实现自主运行的需求,提出基于"Agent容器程序"管理的多Agent自主运行系统结构。以多个规划Agent的组织为基础,综合使用多种类型的通用及专用Agent,实现了自主运行系统的适用性、灵活性和健壮性,为多卫星协同工作的仿真和实际应用提供可行的方法。

关键词：自主运行系统多Agent 分离模块航天器

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基于分离模块航天器的激光输能技术研究

激光与红外 2014年第2期44卷 126-130页

作者：杨业伟李小将张东来装备学院研究生院北京101416 装备学院激光推进及其应用国家重点实验室北京101416

随着航天任务的日趋复杂化,航天器能源需求越来越高,将激光输能技术运用于航天器能源供给越来越受到重视。针对当前地基激光输能技术的发展现状和不足,本文从分离模块航天器的设计理念出发,研究了一种基于模块化航天器的天基激光输能技... 详细信息

随着航天任务的日趋复杂化,航天器能源需求越来越高,将激光输能技术运用于航天器能源供给越来越受到重视。针对当前地基激光输能技术的发展现状和不足,本文从分离模块航天器的设计理念出发,研究了一种基于模块化航天器的天基激光输能技术。介绍了这种天基激光输能的输能模式和输能过程,分析了其相对于地基激光输能的优势。根据当前激光技术和航天技术的发展现状,分析了实现天基激光输能方式需要解决的五个关键技术,为分离模块航天器的能量供给提供了一种新的解决方案。

关键词：激光输能分离模块航天器光电转换空间布站

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分离模块航天器研究综述

飞行器测控学报 2012年第2期31卷 7-12页

作者：苟亮魏迎军申振康健解放军理工大学通信工程学院南京210007 黄淮学院电子科学与工程系河南驻马店463000 63891部队河南洛阳471003

对分离模块航天器产生的背景及概念进行了阐述和分析,介绍了包括F6系统、天基群组系统、SkyLAN（空间局域网）等在内的几种主要分离模块航天器系统,并在此基础上归纳总结出了分离模块航天器在同轨多模块系统设计、功能系统设计、信息交... 详细信息

对分离模块航天器产生的背景及概念进行了阐述和分析,介绍了包括F6系统、天基群组系统、SkyLAN（空间局域网）等在内的几种主要分离模块航天器系统,并在此基础上归纳总结出了分离模块航天器在同轨多模块系统设计、功能系统设计、信息交互技术、队形保持重组及功能适变技术、无线信息传输技术、分布式天线技术等方面的技术特点及难点,最后讨论了分离模块航天器进一步的研究方向和发展前景。

关键词：分离模块航天器 F6系统天基群组空间局域网(SkyLAN)

基于相对偏心率/轨道倾角矢量的分离模块航天器队形设计方法

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科学技术与工程 2013年第18期21卷 5415-5418页

作者：李兆铭杨健尹航中国人民解放军装备学院研究生管理大队北京101416 中国人民解放军装备学院航天装备系北京101416

分离模块航天器是分布式空间系统的一种创新应用。针对分离模块航天器中伴飞模块经典轨道根数设计的问题,本文从运动学角度出发,给出了基于相对偏心率/轨道倾角矢量的分离模块航天器队形设计方法。在已知主模块经典轨道根数的情况下,通... 详细信息

分离模块航天器是分布式空间系统的一种创新应用。针对分离模块航天器中伴飞模块经典轨道根数设计的问题,本文从运动学角度出发,给出了基于相对偏心率/轨道倾角矢量的分离模块航天器队形设计方法。在已知主模块经典轨道根数的情况下,通过定义的队形参数可以反算出伴飞模块的经典轨道根数,该方法描述简洁,并且具有很高的精度。最后的仿真结果表明了该方法的有效性。

关键词：相对偏心率轨道倾角矢量分离模块航天器队形设计

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分离模块航天器自适应队形保持控制

装备学院学报 2014年第1期25卷 65-68页

作者：李兆铭高永明牛亚峰廖育荣李磊装备学院研究生管理大队北京101416 装备学院信息装备系北京101416 装备学院航天装备系北京101416 装备学院光电装备系北京101416

针对分离模块航天器队形保持控制问题,采用模块航天器集群飞行动力学高精度模型,并考虑模块质量的不确定性和外部摄动干扰,设计了一种自适应队形保持控制器,实现了模块轨迹对标称轨道的跟踪,数值仿真验证了该控制器的有效性。

关键词：分离模块航天器精确模型队形保持自适应标称轨道跟踪

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分离模块异构航天器集群松散队形设计

宇航学报 2014年第12期35卷 1405-1411页

作者：黄河周军刘莹莹西北工业大学精确制导与控制研究所西安710072

针对近地轨道分离模块航天器集群,考虑航天器之间面质比差异,提出一种能在较长时间内维持两星之间相对距离的松散队形设计方法。该方法以相对偏心率向量和相对轨道倾角向量描述松散队形,以两颗卫星之间的轨道长半轴之差和相对相位角之... 详细信息

针对近地轨道分离模块航天器集群,考虑航天器之间面质比差异,提出一种能在较长时间内维持两星之间相对距离的松散队形设计方法。该方法以相对偏心率向量和相对轨道倾角向量描述松散队形,以两颗卫星之间的轨道长半轴之差和相对相位角之差为优化变量,并且通过设置虚拟空间圆解决避碰问题,保证在考虑气动力摄动的情况下,异构航天器松散编队能够有较长时间满足距离要求。仿真研究表明,针对轨道高度为500 km的参考轨道,当两星面质比分别为0.003 m2/kg和0.0032 m2/kg时,两颗卫星之间的距离能够在50天内处于200 m到20 km之间。

关键词：分离模块航天器松散编队异构航天器集群队形设计

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分离模块化航天器系统评估和优化设计研究

上海航天 2015年第6期32卷 8-16页

作者：徐明王金龙北京航空航天大学宇航学院北京100191 中国民航大学空中交通管理学院天津300300

对分离模块化航天器系统评估和优化设计进行了研究。定义分离模块航天器的成本与价值,建立成本模型、价值模型和不确定性模型。考虑模块的物理约束、功能约束和用户需求对功能组件进行模块设计,并在发射运载能力内制定航天器的模块组合... 详细信息

对分离模块化航天器系统评估和优化设计进行了研究。定义分离模块航天器的成本与价值,建立成本模型、价值模型和不确定性模型。考虑模块的物理约束、功能约束和用户需求对功能组件进行模块设计,并在发射运载能力内制定航天器的模块组合发射方案。按航天器生命周期流程对生命周期的模块研制、发射运载、在轨操控三个阶段中考虑不确定性因素影响的风险成本和功能模块的价值收益进行计算,得到分离模块航天器生命周期内的总成本、总价值收益和净现值(NPV)。用蒙特卡罗方法分析不同不确定性因素的分离模块航天器的成本与价值分布。设定优化目标和优化条件,用遗传算法优化分离模块航天器设计方案,提高分离模块航天器的投入产出比。

关键词：分离模块航天器不确定性价值评估全寿命期仿真确定性多学科优化