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航天器非线性鲁棒自适应姿态机动控制律

系统工程与电子技术 2015年第1期37卷 135-140页

作者：王卫杰任元李怡勇罗元装备学院航天装备系北京101416 装备学院航天指挥系北京101416 装备学院训练部北京101416

针对存在未知转动惯量和外部干扰力矩的敏捷航天器快速大角度姿态机动问题,结合非线性反步法和Lyapunovo稳定性分析方法设计控制力矩和转动惯量估计值的非线性鲁棒自适应控制律。在控制力矩控制律中,加入非线性阻尼项对外部干扰力矩进... 详细信息

针对存在未知转动惯量和外部干扰力矩的敏捷航天器快速大角度姿态机动问题,结合非线性反步法和Lyapunovo稳定性分析方法设计控制力矩和转动惯量估计值的非线性鲁棒自适应控制律。在控制力矩控制律中,加入非线性阻尼项对外部干扰力矩进行补偿,证明了系统的全局一致最终有界稳定性。引入非线性动系数增加系统的动态性能,提高了姿态快速机动后的快速稳定能力。在Maltlab/Simulink环境下进行航天器姿态机动控制仿真研究,仿真结果验证了所设计控制器的有效性和可行性。

关键词：航天器 Lyapunovo 稳定性姿态机动非线性反步法鲁棒自适应控制

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航天器自适应快速非奇异终端滑模容错控制

航空学报 2016年第10期37卷 3092-3100页

作者：韩治国张科吕梅柏郭小红西北工业大学航天飞行动力学技术重点实验室西安710072 西北工业大学航天学院西安710072 西安卫星测控中心西安710043

针对存在外部干扰、转动惯量矩阵不确定、控制器饱和以及执行器故障的航天器姿态跟踪控制问题,提出了基于自适应快速非奇异终端滑模的有限时间收敛控制方案。通过引入能够避免奇异点的具有有限时间收敛特性的快速非奇异终端滑模面,设计... 详细信息

针对存在外部干扰、转动惯量矩阵不确定、控制器饱和以及执行器故障的航天器姿态跟踪控制问题,提出了基于自适应快速非奇异终端滑模的有限时间收敛控制方案。通过引入能够避免奇异点的具有有限时间收敛特性的快速非奇异终端滑模面,设计了满足多约束的有限时间姿态跟踪容错控制器,并利用参数自适应方法使控制器设计不依赖于系统惯量信息和外部干扰的上界。此外,所设计的控制器显式考虑了执行器输出力矩的饱和幅值特性,使航天器在饱和幅值的限制下完成姿态跟踪控制任务,并且无须进行在线故障估计。Lyapunov稳定性分析表明:在外部干扰、转动惯量矩阵不确定、控制器饱和以及执行器故障等约束条件下,所设计的控制器能够保证闭环系统的快速收敛性,而且对控制器饱和与执行器故障具有良好的容错性能。数值仿真校验了该控制器在姿态跟踪控制中的优良性能。

关键词：航天器姿态跟踪执行器故障有限时间控制器饱和

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航天器表面电荷激发空间静电场规律研究

宇航学报 2018年第11期39卷 1308-1314页

作者：刘兴刚魏明胡小锋陆军工程大学石家庄校区电磁环境效应国家级重点实验室石家庄050003

从带电表面微元出发,通过求解泊松方程,得到带电介质平板表面邻近空间静电势的解析表达式,建立介质表面电位-介电常数模型,求得了带电介质平板表面电位、表面带电量和介质介电常数三者之间的关系式。结合典型的航天器表面介质材料带电案... 详细信息

从带电表面微元出发,通过求解泊松方程,得到带电介质平板表面邻近空间静电势的解析表达式,建立介质表面电位-介电常数模型,求得了带电介质平板表面电位、表面带电量和介质介电常数三者之间的关系式。结合典型的航天器表面介质材料带电案例,对此类圆盘结构介质平板带电问题进行了仿真分析,结果表明,在介质材料表面电位一定的情况下,表面电荷激发的空间静电势值随距离的增大而减小,并且距离介质表面越近,电势的空间变化率越大;在介质材料带电量相等的情况下,介质表面电位随着介质介电常数的增大而减小,并逐渐趋于一个稳定值,所以在一定范围内选择介电常数较大的介质材料可以降低介质的表面电位,减小介质间发生静电放电的几率。

关键词：航天器静电场表面电位介电常数静电放电

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航天器姿态机动及稳定的自抗扰控制

控制理论与应用 2012年第3期29卷 401-407页

作者：赖爱芳郭毓郑立君南京理工大学自动化学院江苏南京210094

针对航天器动力学参数不确定性以及系统存在外部持续干扰的问题,提出了一种自抗扰姿态控制器的设计方法.在为期望姿态安排过渡过程的基础上,设计了扩张状态观测器,对参数不确定性和外部干扰进行估计,并实时补偿.为抑制跟踪误差,设计了... 详细信息

针对航天器动力学参数不确定性以及系统存在外部持续干扰的问题,提出了一种自抗扰姿态控制器的设计方法.在为期望姿态安排过渡过程的基础上,设计了扩张状态观测器,对参数不确定性和外部干扰进行估计,并实时补偿.为抑制跟踪误差,设计了非线性状态误差反馈律.仿真结果表明,该控制器不仅能很好地估计并补偿系统受到的持续干扰,而且对航天器动力学参数的不确定性具有较强的鲁棒性,满足航天器姿态快速机动和高稳定度的控制要求,性能指标明显优于PD控制.

关键词：航天器自抗扰控制扩张状态观测器快速机动高稳定度

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航天器自动化测试语言研究

航空学报 2010年第2期31卷 290-300页

作者：余丹马世龙李先军孙波叶钢北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室北京100191

航天器测试语言是支撑航天器自动化测试的形式体系及航天器测试过程标准,在当前多航天器批产网络化测试的新需求下,测试语言标准体系研究对于提高航天器测试自动化水平和保障测试过程安全具有重要意义。通过对现有典型航天器测试语言的... 详细信息

航天器测试语言是支撑航天器自动化测试的形式体系及航天器测试过程标准,在当前多航天器批产网络化测试的新需求下,测试语言标准体系研究对于提高航天器测试自动化水平和保障测试过程安全具有重要意义。通过对现有典型航天器测试语言的全面分析和比较,总结出基本特征,并结合当前先进的网络计算技术,提出了我国航天器测试语言发展的目标和方向,同时针对国内航天器测试语言研究设计工作的不足,给出一种航天器测试语言CATOL(China Aerospace Test and Operation Language)。该研究对提高我国航天器测试业务规范水平和测试人员的工作效率、促进航天器测试自动化研究的发展将起到一定的推动作用。

关键词：航天器自动化测试航天器测试语言标准体系测试安全

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航天器空间多因素环境协同效应研究

中国空间科学技术 2012年第5期32卷 54-60页

作者：沈自才邱家稳丁义刚刘宇明赵春晴北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程重点实验室北京100094 中国空间技术研究院北京100094

文章首先对空间多因素环境协同效应研究的必要性进行了分析,然后对不同空间环境因素间的协同效应,如带电粒子与太阳电磁辐射、原子氧与紫外、原子氧与空间碎片、空间碎片诱导放电及空间环境诱导污染效应等进行了探讨,最后对开展空间多... 详细信息

文章首先对空间多因素环境协同效应研究的必要性进行了分析,然后对不同空间环境因素间的协同效应,如带电粒子与太阳电磁辐射、原子氧与紫外、原子氧与空间碎片、空间碎片诱导放电及空间环境诱导污染效应等进行了探讨,最后对开展空间多因素环境协同效应的现状和方向进行了讨论,给出了系统开展空间多因素环境协同效应机理、模拟技术、试验方法、仿真及预示技术研究的建议和对策。

关键词：空间环境多因素协同效应分析航天材料航天器

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航天器调度中的资源约束推理方法

国防科技大学学报 2014年第6期36卷 106-111页

作者：廉振宇王云陈成谭跃进北京系统工程研究所北京100101 国防科技大学信息系统与管理学院湖南长沙410073 后勤学院北京100101

资源水平边界的估计是构建资源利用可行计划中的一个基础问题。通过分析航天器资源约束的共享与分离并存、累积与瞬时消耗并存、过度订阅与区间调度并存等特点,提出了资源时间网络、时间约束网络和约束网络相结合的资源约束描述方法;构... 详细信息

资源水平边界的估计是构建资源利用可行计划中的一个基础问题。通过分析航天器资源约束的共享与分离并存、累积与瞬时消耗并存、过度订阅与区间调度并存等特点,提出了资源时间网络、时间约束网络和约束网络相结合的资源约束描述方法;构建了增量式基于包络的资源约束算法和最早开始时间链展开资源约束算法,以快速获取资源一致的柔性解。实例证明,该方法较好地解决了航天器调度的资源约束推理问题。

关键词：航天器资源推理资源时间网络约束网络最大流算法

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航天器的一种无源自适应姿态控制方法

哈尔滨工业大学学报 2011年第5期43卷 1-7页

作者：段广仁钟震姜苍华哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心

针对惯量矩阵参数无法精确获知的航天器姿态控制问题,将一般的姿态动力学模型转化为欧拉角形式的动力学方程,基于无源性理论提出了一种无源自适应控制律.通过理论分析证明了该控制策略的渐进跟踪性能.该控制策略可以有效地解决由于各种... 详细信息

针对惯量矩阵参数无法精确获知的航天器姿态控制问题,将一般的姿态动力学模型转化为欧拉角形式的动力学方程,基于无源性理论提出了一种无源自适应控制律.通过理论分析证明了该控制策略的渐进跟踪性能.该控制策略可以有效地解决由于各种因素引起的转动惯量未知时的姿态控制问题.数值仿真表明该方案的有效性.

关键词：无源自适应姿态控制航天器

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航天器飞行场景的真实感生成

计算机学报 2005年第1期28卷 68-74页

作者：刘世光王章野王长波彭群生浙江大学CAD&CG国家重点实验室

太空场景及航天器动态飞行场景的真实感生成是计算机图形学研究者面临的新课题 .该文提出了一种航天器飞行场景生成的新方法 .该方法首先基于天文学的依巴谷星表 ,采用了基于图像的建模绘制及层次细节简化等技术加速绘制 ,准确地构造并... 详细信息

太空场景及航天器动态飞行场景的真实感生成是计算机图形学研究者面临的新课题 .该文提出了一种航天器飞行场景生成的新方法 .该方法首先基于天文学的依巴谷星表 ,采用了基于图像的建模绘制及层次细节简化等技术加速绘制 ,准确地构造并绘制出不同时刻、不同观察点的地球外星空背景随时间的动态变化 ;再根据天体物理学原理确定出航天器的飞行轨迹 ,由此合成产生了航天器的太空飞行场景 .然后根据量子光学及等离子体辐射原理对航天器再入大气层的过程进行了建模 ,确定出其再入轨迹、航天器尾焰和尾迹的颜色和几何形态 .最后逼真地绘制出航天器返回时穿越大气不同阶段所产生的特异尾迹形状和发光效果 .

关键词：真实感图形航天器飞行场景量子光学等离子体辐射