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协同优化在卫星多学科设计优化中的初步应用 总被引:6,自引:0,他引:6
探讨以遗传算法为优化上具的协同优化方法在卫星总体优化设计中的应用以及各学科间耦合关系。首先对基本协同优化方法的流程及特点进行了探讨,然后以对地观测卫星总休优化设计为对象,研究如何利用协同优化方法建立此问题的优化模型。研究结果表明,融合了遗传算法的协同优化方法能够有效地解决对地观测卫星总休优化设计,学科间耦合设计变量以及耦合状态变量的一致性误差均接近0.01%。 相似文献
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中继卫星正常模式星体和天线两级控制耦合动力学初步仿真 总被引:1,自引:0,他引:1
重点研究了中继卫星星体和天线两级控制之间的动力学耦合影响问题。首先建立了飞轮控制柔性卫星动力学模型,并通过模态分析和柔性动力学计算给出了各类动力学参数;然后重点对星体和天线两级控制系统进行了描述及其控制器设计,并针对同步轨道飞轮正常工作模式按单、双天线跟踪或回扫工况进行了耦合动力学仿真;最后根据仿真数据和曲线进行了结果分析,给出了初步结论。 相似文献
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相比于传统对地观测卫星,敏捷卫星可沿滚动、俯仰、偏航三轴进行快速机动,理论上可以实现对地面任意走向条带目标的成像。针对该成像需求,文章设计了敏捷卫星一般轨迹主动推扫成像模式。在一般轨迹主动推扫过程中,卫星三轴姿态均连续变化,文章给出了适用于主动推扫成像过程的姿态规划算法。对于一轨内多个条带目标的成像时序规划问题,建立成像开始时刻规划模型,采用序列二次规划算法对该模型进行求解。针对典型应用场景的仿真算例表明,成像过程规划算法是合理的。从成像质量保障的角度出发,分析了主动推扫成像过程的卫星姿态控制精度、姿态稳定度等影响因素的影响链路,并提出了工程控制要求,可为卫星工作模式设计提供参考。 相似文献
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硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星飞行程序设计具有在轨使用模式复杂、载荷需求约束多、在轨工作状态多且多系统多组合耦合、在轨自主管理功能应用与飞行事件操作流程耦合等特点。卫星在轨测试内容多、约束多、耦合强,因此在飞行程序设计中重点开展了入轨段程序时序评估和改进,观测模式、自主功能的应用设计,在分析设计需求约束并提取能够有效覆盖验证全部正常功能和工作状态的系统组合形式基础上,进行飞行事件编排优化。HXMT卫星在轨验证结果表明:卫星在轨运行良好,各飞行事件有序开展,飞行程序设计合理有效。 相似文献
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针对传统卫星总体和控制串行设计过程低效、设计性能受限、设计方案冗余等问题,提出了一种卫星总体与姿态控制一体化优化设计方法。在轨道、结构、电源、推进等多学科耦合的传统总体设计模型基础上,将面向应用任务过程的卫星姿态控制仿真嵌入卫星多学科分析过程中,实现卫星总体方案与姿态控制的耦合精确分析和整体任务效能的综合评估,在此基础上进一步实现总体和控制的一体优化。最后,以某对地观测敏捷卫星为对象开展方法应用研究,优化结果表明所提方法获得了比传统设计方法目标函数性能更优、冗余度更低的设计方案,验证了卫星总体与姿态控制一体化优化设计方法的可行性和有效性。 相似文献
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用户星天线指向控制设计初探 总被引:1,自引:0,他引:1
在数据中继卫星系统中,为保证用户星和中继星间的通信,用户星天线要精确指向中继星。由于天线指向系统和姿态控制系统间存在动态耦合,天线桅杆又有拉伸和扭转变形,所以仅靠卫星的姿态控制不能达到要求的指向精度,必须采用独立的指向控制系统。本文针对这一情况,首先分析了用户星天线指向跟踪信号,并设计单轴天线控制器。仿真结果表明,用典型跟踪信号作为输入,可得到满意的跟踪精度。 相似文献
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卫星射频接收机电磁兼容防护设计方法 总被引:3,自引:0,他引:3
射频接收机是卫星测控、导航、有效载荷等分系统的重要组成设备,也是对电磁干扰最为敏感的设备,在对卫星进行电磁兼容性(EMC)设计时,必须充分考虑射频接收机的EMC防护,以保证其在卫星电测、发射和在轨运行时能够在其所处电磁环境中正常工作.文章描述了卫星射频接收机典型的EMC防护设计方法,从屏蔽、电磁泄露防护和天线耦合防护等方面进行了阐述. 相似文献
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传统卫星工作模式设计均由人工手动完成,主要设计依据为设计师的工程经验及工程设计约束条件,需要耗费大量人力及时间资源,且设计结果是否最优暂无验证手段。为此,文章提出一种应用简单时间网络(STN)图形表述遥感卫星工作模式的方法,对传统的定性约束条件进行定量的图形表示,进一步通过数据算法求解出STN图形表示的最优解,以得到卫星工作模式时序设计结果。结合高分七号卫星工作模式设计工作,对上述方法进行验证,结果表明:此方法可有效解决复杂情况下的卫星工作时序设计问题,合理可行,可为遥感卫星工作模式设计提供参考。 相似文献
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对于轻小型合成孔径雷达(SAR)卫星在轨使用时对重点区域多目标观测效能提升的需求,提出轻小型SAR卫星平飞模式设计方法。介绍了卫星平飞模式设计方法,提出载荷平面相控阵天线距离维大角度扫描能力设计;针对区域多目标,提出条件触发方式目标决策策略,以及星上雷达工作参数计算策略;基于建立的目标决策和任务规划模型,分别针对卫星左侧视、在侧视、平飞、左右机动侧视等4种工作模式下进行多目标观测效能评估仿真分析。结果表明:相比于卫星斜飞模式下,平飞模式目标观测效能可提升至41%;相比于卫星左右机动侧视模式下,平飞模式目标观测效能可提升至73%。因此,设计的卫星平飞模式可有效提升面向区域多目标的观测效能。 相似文献
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《航天器工程》2016,(5):119-124
针对卫星维修性、测试性和保障性工作中存在的概念不清、内涵不明、工作内容不确定等问题,在维修性、测试性、保障性的通用定义和要求基础上,结合卫星产品特点,分析了卫星维修性、测试性和保障性的概念和内涵,探讨了有关概念间的联系与区别,明确了维修性设计、测试性设计和保障性设计的主要内容。分析表明:卫星维修性设计重点是在轨维修性,兼顾地面需求;卫星测试性和测试、测试覆盖性概念不同但又有关联,卫星测试性设计重点是故障诊断策略和机内测试(BIT)设计;卫星保障性旨在保证在轨连续稳定运行,保障性设计的重点是提高产品可用时间和连续工作时间,降低对保障资源的需求。 相似文献
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为准确预示卫星所承受的载荷和动力学环境,需要卫星研制单位提供卫星动力学模型,进行星箭耦合动力学响应分析。随着“细长型”构型卫星逐步增多,仅以星箭界面载荷进行卫星强度校核会带来较严重的过设计,需要形成一种适应内部界面载荷提取的卫星分析模型生成方法。基于子结构缩聚及装配的基本原理,将卫星合理划分为多个子结构,推导了各子结构缩聚后质量和刚度矩阵的生成方式,介绍了子结构间物理连接单元与各子结构缩聚模型装配的原理以及卫星混合数学模型生成过程。以某典型卫星结构为例进行分析验证,结果表明:卫星混合模型在保留了缩聚模型各项优点基础上,实现了卫星内部界面物理单元的载荷输出。 相似文献
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针对航天器在轨服务任务中涉及的空间近距离操作需求,提出一种机械臂与服务卫星协同控制方法。首先建立了机械臂和服务卫星组合体动力学模型以及服务卫星和目标卫星相对位姿耦合动力学模型。然后采用全局终端滑模控制设计了机械臂轨迹跟踪控制方法,采用PD控制设计了服务卫星相对位姿耦合控制方法,并将机械臂反作用力和力矩作为前馈补偿叠加到服务卫星控制系统中,实现了两者的协同控制。最后通过数值仿真验证了控制方法的有效性。仿真结果表明,该方法能够满足空间近距离操作任务对机械臂和服务卫星的控制精度、稳定性和误差收敛时间的要求,具有工程实用性。 相似文献