检索结果-南通市图书馆

软管连接约束下的加油机/无人机编队跟踪控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

航空学报 2023年第17期44卷 258-268页

作者：刘博孟中杰西北工业大学航天学院西安710072 西北工业大学航天飞行动力学技术国家重点实验室西安710072

在自主空中加油任务中,针对受油无人机(UAV)与加油机对接后形成的软管约束下的编队跟踪控制问题,提出一种基于领航-跟随的加油编队跟踪控制方法。首先,建立软管约束下加油编队运动学/动力学模型。然后设计非奇异终端滑模编队快速收敛控... 详细信息

在自主空中加油任务中,针对受油无人机(UAV)与加油机对接后形成的软管约束下的编队跟踪控制问题,提出一种基于领航-跟随的加油编队跟踪控制方法。首先,建立软管约束下加油编队运动学/动力学模型。然后设计非奇异终端滑模编队快速收敛控制器,以满足软管约束下加油编队的快速收敛需求;再考虑复杂气流和软管未知扰动,结合扩张状态观测器和PI型动态逆控制,设计无人机轨迹跟踪控制器,并基于Lyapunov稳定性分析证明闭环系统可实现有限时间的快速稳定。最后,通过数值仿真来验证所设计加油编队控制方法的有效性。

关键词：无人机自主空中加油编队跟踪控制非奇异终端滑模控制非线性动态逆

天问一号拓展任务对火星低阶重力场解算的潜在贡献分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

武汉大学学报（信息科学版） 2023年第1期48卷 58-64页

作者：刘山洪鄢建国杨轩叶茂郭茜王波李斐武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 北京航天飞行控制中心北京100094 卫星导航系统与装备技术国家重点实验室河北石家庄050081

天问一号是中国首次独立开展的行星际探测任务,实现了对火星的环绕、着陆、巡视探测。天问一号正常科学任务阶段环绕以极轨设计为主,与历史火星任务类似,对当前火星重力场模型精度改进有限,因此其拓展任务轨道选取至关重要。通过对极轨... 详细信息

天问一号是中国首次独立开展的行星际探测任务,实现了对火星的环绕、着陆、巡视探测。天问一号正常科学任务阶段环绕以极轨设计为主,与历史火星任务类似,对当前火星重力场模型精度改进有限,因此其拓展任务轨道选取至关重要。通过对极轨圆轨道和近赤道大偏心率轨道进行仿真模拟,分析两种典型轨道构型对现有火星重力场模型改进的可能性,基于不同误差考量仿真解算了对应6个重力场模型。借助重力场功率谱分析,发现在测量噪声为0.1 mm/s的情况下,不论采用极轨还是近赤道轨道,一个月的跟踪数据均可较好地反演出42阶次的火星重力场模型;考虑综合误差影响之后,发现两种轨道对于重力场解算精度类似,其中实施近赤道大偏心率轨道对35阶次以上约束略强。

关键词：火星重力场 GGM-3 功率谱天问一号

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

月面采样机械臂遥操作仿真验证技术

中国科学：技术科学 2021年第12期51卷 1480-1491页

作者：杨成李贵良冯晓萌刘传凯刘茜张弓航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 北京航天飞行控制中心北京100094

利用机械臂对月面表层月壤进行表取采样,是进行月球原位探测的常用手段,然而受限于探测器和机械臂自身的自主化程度,采样操作过程需要在地面预先规划,经验证后形成指令序列上注至探测器控制机械臂操作.针对月面采样时间窗口紧、安全要... 详细信息

利用机械臂对月面表层月壤进行表取采样,是进行月球原位探测的常用手段,然而受限于探测器和机械臂自身的自主化程度,采样操作过程需要在地面预先规划,经验证后形成指令序列上注至探测器控制机械臂操作.针对月面采样时间窗口紧、安全要求高、机械臂运动空间不规则的问题,本文提出了一种新的三维结构层次化表征模型和基于新表征模型的采样操作仿真验证方法,首先通过为三维部件设计顺序码,将三维模型快速自动构建为三维树状结构,实现对机械臂运动构型变化下的结构层次化动态表示;其次基于层次包围盒与分离轴思想设计了由粗到细的高效碰撞检测策略,实现了机械臂与探测器复杂外形的快速精确碰撞分析;再次建立了采样铲与模拟月壤的交互模型,通过对两类实体的简化接触模拟与铲挖交互仿真,实现了采样前后的月面形态变化表征和采样量的近似评估.最后通过实验结果验证了本文所述方法的有效性,实现了对月面采样操作过程进行可视化仿真验证支持,确保了机械臂操作的安全性和采样任务的高效性.

关键词：月面采样机械臂规划验证碰撞检测

失效航天器等离子羽流消旋建模与最优制导研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

空间控制技术与应用 2023年第3期49卷 54-63页

作者：代洪华左宸昊赵弘骞商崇余西北工业大学航天学院西安710072 航天飞行动力学技术国家级重点实验室西安710072

为克服等离子羽流无序性强、动力学模型复杂的问题,使用神经网络建立消旋力矩快速计算模型,实现高效、高精度的消旋动力学解算.针对传统制导律难以处理复杂翻滚目标的弊端,提出章动抑制原则,并建立自旋章动耦合目标的最优羽流指向制导律... 详细信息

为克服等离子羽流无序性强、动力学模型复杂的问题,使用神经网络建立消旋力矩快速计算模型,实现高效、高精度的消旋动力学解算.针对传统制导律难以处理复杂翻滚目标的弊端,提出章动抑制原则,并建立自旋章动耦合目标的最优羽流指向制导律.仿真结果表明基于神经网络的高效计算模型可在同等精度下大幅度减少力矩计算时间,最优制导律可实现复杂章动目标的快速稳定.本研究从在轨计算与任务执行策略两方面显著提升了消旋效率,为利用等离子羽流的在轨操控任务奠定了理论基础.

关键词：失效航天器消旋等离子羽流神经网络最优制导律

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

主小行星带对火星轨道长期动力学影响评估

中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第2期53卷 110-118页

作者：刘山洪吴正楷曹建峰鄢建国李勰航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 北京航天飞行控制中心北京100094 武汉大学数学与统计学院武汉430072 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430072

“天问一号”任务的成功实施标志着我国正迈向月球以外更远的深空,面临着更为复杂的空间动力学环境,探测难度将不断增大.小行星带毗邻火星,不完全考虑其产生的摄动会严重影响火星轨道动力学参数解算精度,进而间接影响太阳系历表构建和... 详细信息

“天问一号”任务的成功实施标志着我国正迈向月球以外更远的深空,面临着更为复杂的空间动力学环境,探测难度将不断增大.小行星带毗邻火星,不完全考虑其产生的摄动会严重影响火星轨道动力学参数解算精度,进而间接影响太阳系历表构建和高精度火星探测任务实施.为研究主带小行星动力学影响,本文先分析了主带小行星的分布特性,建立了太阳系动力学积分环境,结果表明:除火星外的内太阳系行星轨道积分10年与DE421的差异小于15 m,火星轨道积分差异约百米量级.基于点质量模型、单环模型和最新六环模型估算了其对火星轨道的影响,积分10年误差分别约为2 km,31.3 m,2 m.最后讨论了环模型与太阳系行星轨道参数共同解算情况,证实了环模型参数修正后火星距离观测量残差理论上可进一步降低至亚米级,同时发现仅利用距离观测量行星初始轨道根数在Z轴方向上解算误差较大.

关键词：主带小行星火星历表太阳系动力学模型

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

一种航天器空间机动轨道的改进形状设计方法

宇航学报 2015年第11期36卷 1242-1247页

作者：王雪峰方群孙冲西北工业大学航天学院西安710072 航天飞行动力学技术国家重点实验室西安710072

针对带推力约束的航天器三维空间机动轨道初始设计问题,提出了一种基于傅立叶级数展开的改进形状设计方法。首先,在柱坐标系下建立了航天器运动模型,并将基于傅立叶级数展开的形状方法推广到三维空间的机动轨道初始设计;然后,基于所得... 详细信息

针对带推力约束的航天器三维空间机动轨道初始设计问题,提出了一种基于傅立叶级数展开的改进形状设计方法。首先,在柱坐标系下建立了航天器运动模型,并将基于傅立叶级数展开的形状方法推广到三维空间的机动轨道初始设计;然后,基于所得到的空间初始机动轨道,采用直接配点法进行了完整三维空间机动轨道的优化设计。仿真结果表明,提出的方法可以为带有任务约束的航天器三维空间机动轨道的优化设计提供更优的初始参数及其解析解,为空间机动轨道设计提供了新的方法。

关键词：有限连续推力空间机动轨道设计形状方法傅立叶级数

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

自由漂浮空间机器人轨迹跟踪的模型预测控制

控制理论与应用 2019年第5期36卷 687-696页

作者：宁昕武耀发西北工业大学航天学院陕西西安710072 航天飞行动力学技术国家重点实验室陕西西安710072

针对传统控制方法难以解决自由漂浮空间机器人(free-floating space robot, FFSR)轨迹跟踪过程中的各类约束的问题,采用模型预测控制对自由漂浮空间机器人的轨迹跟踪问题进行了研究.在自由漂浮空间机器人拉格朗日动力学模型的基础上,建... 详细信息

针对传统控制方法难以解决自由漂浮空间机器人(free-floating space robot, FFSR)轨迹跟踪过程中的各类约束的问题,采用模型预测控制对自由漂浮空间机器人的轨迹跟踪问题进行了研究.在自由漂浮空间机器人拉格朗日动力学模型的基础上,建立了系统伪线性化的扩展状态空间模型;在给定系统的性能指标和各类约束的情况下,基于拉盖尔模型设计相应的离散模型预测控制器,并证明控制器的稳定性,控制器中引入任务空间滑模变量实现了对末端期望位置和期望速度的同时跟踪;以平面二杆自由漂浮空间机器人为例,对无约束末端轨迹跟踪和有约束末端轨迹跟踪两种情况进行对比仿真验证.仿真结果表明,该模型预测控制器不仅可以实现对末端期望轨迹的有效跟踪,还能满足各类约束.

关键词：自由漂浮空间机器人扩展状态空间拉盖尔模型模型预测控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于二阶CW方程的引力波探测编队构形设计

深空探测学报（中英文） 2023年第3期10卷 257-267页

作者：焦博涵党朝辉西北工业大学航天学院西安710072 西北工业大学航天飞行动力学技术重点实验室西安710072

针对基于CW(Clohessy-Wiltshire)方程所设计的空间引力波探测编队在二体非线性引力场下的臂长发散问题,提出了一种基于二阶CW方程的编队构形设计方法。推导了二阶CW方程的微分形式,利用摄动法得到了二阶CW方程的近似解析解,并以此为基... 详细信息

针对基于CW(Clohessy-Wiltshire)方程所设计的空间引力波探测编队在二体非线性引力场下的臂长发散问题,提出了一种基于二阶CW方程的编队构形设计方法。推导了二阶CW方程的微分形式,利用摄动法得到了二阶CW方程的近似解析解,并以此为基础证明了完美空间圆形绕飞轨道的不存在性,分析了基于CW方程所设计的标称构形的发散原因;基于二阶CW方程与能量匹配周期条件以航天器相位角为优化变量构建了编队构形优化模型,建立了基于全局优化算法和模式搜索算法的多约束构形优化方法;以“太极”任务为背景对优化结果进行了仿真验证。仿真表明:所提出的优化方法能够将编队臂长的平均误差降低至0.32%、最大误差降低至0.44%。

关键词：空间引力波探测二阶CW方程编队设计摄动法太极

混合推力作用下基于傅里叶级数展开的轨道设计方法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

西北工业大学学报 2017年第5期35卷 761-766页

作者：方群王雪峰孙冲西北工业大学航天学院陕西西安710072 航天飞行动力学技术国家重点实验室陕西西安710072

针对航天器机动轨道设计问题,引入太阳帆/电推进混合推力模式(太阳帆产生径向推力,用于改变引力场的引力大小;而与此同时电推进产生切向推力),研究了混合推力作用下的基于傅里叶级数展开的轨道设计方法。首先,根据太阳帆/电推进混合推... 详细信息

针对航天器机动轨道设计问题,引入太阳帆/电推进混合推力模式(太阳帆产生径向推力,用于改变引力场的引力大小;而与此同时电推进产生切向推力),研究了混合推力作用下的基于傅里叶级数展开的轨道设计方法。首先,根据太阳帆/电推进混合推力模型,建立航天器在极坐标系下的运动模型;然后,依据傅里叶级数展开式,将轨道设计问题转化为关于傅里叶系数的非线性规划问题。另外,文中改进原有的形状轨道设计方法,研究了航天器轨道转移的时间最优问题。最后,在考虑航天器任务约束的情况下,基于该方法设计了混合推力作用下的"地球-火星"转移轨道。仿真分析了太阳光压对形状轨道设计方法产生的影响,验证了应用混合推力设计形状轨道的可行性,并且在一定范围内可以得到燃料消耗更优的航天器连续推力转移轨道,为轨道优化提供了参考依据。

关键词：连续推力混合推力轨道设计傅里叶级数形状方法