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上海航天 2019年第S2期36卷 24-29页

作者：刘辉蒋新胜温渊姜通董毅张宇环蒋应富张恒孙立达上海卫星工程研究所上海201109 上海航天控制技术研究所上海201109 上海航天电子技术研究所上海201109

高分五号卫星二维机械扫描点波束数传天线是上海航天技术研究院首个低轨道自研的精确指向天线。本文分析了数传天线指向精度的影响因素,从天线指向算法、天线指向执行、地面站指向、大气传输等方面研究分析了各项指向精度影响因素。在... 详细信息

高分五号卫星二维机械扫描点波束数传天线是上海航天技术研究院首个低轨道自研的精确指向天线。本文分析了数传天线指向精度的影响因素,从天线指向算法、天线指向执行、地面站指向、大气传输等方面研究分析了各项指向精度影响因素。在轨验证表明:卫星数传天线的指向精度满足使用要求,性能稳定。

关键词：二维机械点波束数传天线高指向精度指向算法误差分析试验验证

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大型柔性航天器的高精度结构化综合控制

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科学技术与工程 2022年第29期22卷 12909-12916页

作者：冯焕庞爱平周鸿博周俊杰朱辉孟范伟贵州大学电气工程学院贵阳550025 东北大学秦皇岛分校控制工程学院秦皇岛066004

携带柔性结构的大型航天器具有多个弱阻尼谐振模态,这些弱阻尼模态和高空环境固有的低频扰动对航天器的稳定性和性能造成了干扰,同时复杂空间任务对航天器提出了高指向精度要求。针对大型柔性航天器的振荡抑制和高精度控制问题,提出了... 详细信息

携带柔性结构的大型航天器具有多个弱阻尼谐振模态,这些弱阻尼模态和高空环境固有的低频扰动对航天器的稳定性和性能造成了干扰,同时复杂空间任务对航天器提出了高指向精度要求。针对大型柔性航天器的振荡抑制和高精度控制问题,提出了多控制模块协同的结构化综合控制策略,根据系统特定的谐振模态,在控制器结构中加入内模控制器、陷波滤波器、串联比例-积分-微分(proportion-integration-differentiation, PID)控制器,以低阶的结构化控制器来满足系统的多重性能要求,减小传统鲁棒控制因控制器阶次高带来的工程造价和实施难度。构建多重性能加权解耦输出的结构化综合性能矩阵,根据控制目标通过加权函数限制输出性能,给出满足综合性能要求的结构化控制器。仿真结果表明,相较传统的鲁棒控制,所设计的结构化控制器具有较低的复杂度,并同时满足姿态稳定性和高指向精度要求,能够有效地抑制柔性附件在局部频率的振动问题。研究结果为大型柔性系统的结构化综合控制提供一定的理论方法和参考设计实例。

关键词：结构化控制器鲁棒综合控制高指向精度柔性航天器振荡抑制

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大型射电望远镜天线发展动态及机电耦合应用

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中国科学：物理学、力学、天文学 2022年第12期52卷 1-18页

作者：严粤飞王从思李帅王文娟段宝岩王娜许谦李琳孔德庆王海仁西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室西安710071 中国科学院新疆天文台乌鲁木齐830011 新疆大学物理与技术学院乌鲁木齐830046 中国科学院国家天文台北京100012 中国科学院紫金山天文台南京210023

射电天文望远镜作为射电天文学中不可或缺的仪器,其平稳运行至关重要.本文首先以引力波的发现、中子星的合并以及首张黑洞照片的拍摄等重大天文发现为切入点,介绍了射电望远镜在射电天文学中的重要性.同时,随着射电天文学步伐的前进,射... 详细信息

射电天文望远镜作为射电天文学中不可或缺的仪器,其平稳运行至关重要.本文首先以引力波的发现、中子星的合并以及首张黑洞照片的拍摄等重大天文发现为切入点,介绍了射电望远镜在射电天文学中的重要性.同时,随着射电天文学步伐的前进,射电望远镜也需要朝着更大的口径和更高的指向精度方向发展,这也使得其中的机电耦合关系愈发紧密.解决射电望远镜的机电耦合问题,发展机电耦合技术也就成为大口径射电望远镜平稳高效运行的关键.为此,本文概述了近10年来已建成并投入使用的射电望远镜,以及在建和将建的射电望远镜的进展,指出了机电耦合技术在射电望远镜设计制造和观测运行中的重要作用.然后,系统性地总结了近年来机电耦合技术在射电望远镜中的发展和应用.最后,基于射电天文学的发展对大口径射电望远镜天线性能提出的苛刻要求,提出未来机电耦合的研究热点.

关键词：射电望远镜大口径高指向精度机电耦合性能保障

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星敏感器支架多学科多目标优化设计方法

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航天器工程 2021年第4期30卷 99-106页

作者：裴彦伟谭陆洋谷松张雷侯广冰长光卫星技术有限公司长春130033 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130031 中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130033

针对高分辨率光学卫星对星敏感器支架结构轻量化和指向精度的严苛需求,文章提出一种基于力学和热学的多学科、多目标拓扑优化方法,并设计了一种高比刚度、高指向精度的圆筒式支架。首先,建立静态柔度最小和动态刚度最大的多目标拓扑优... 详细信息

针对高分辨率光学卫星对星敏感器支架结构轻量化和指向精度的严苛需求,文章提出一种基于力学和热学的多学科、多目标拓扑优化方法,并设计了一种高比刚度、高指向精度的圆筒式支架。首先,建立静态柔度最小和动态刚度最大的多目标拓扑优化数学模型,确定优化参数;其次,考虑结构和热稳定性,进行多学科多目标协同优化,获取最优的结构形式;然后,通过有限元法对优化后支架进行热稳定性和动力学分析,利用最小二乘法对热变形数据进行拟合,计算出星敏感器指向精度;最后,进行热真空和振动响应特性试验验证。结果表明:星敏感器组件的结构基频为425.6 Hz,结构轻量化率超过45%,指向精度为2.71″,圆筒式支架具有较高的结构/热稳定性和指向精度,满足卫星对其高性能指标的要求,验证了优化方法的可行性,为高精度器件的结构设计提供了一种有效方法。

关键词：星敏感器圆筒式支架热变形高指向精度多学科多目标优化

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