一类空间机械臂的复合自适应控制

对于本体姿态受控而位置不受控的空间机械臂系统,其自适应控制通常是从跟踪误差中获取有关参数信息。但除了跟踪误差外,估计误差中也含有参数信息。该文首先分析了一类空间机械臂系统的动力学特性,建立了系统的估计模型;提出了一种复合自适应控制方法,其参数适应律由估计误差和跟踪误差共同决定;证明了这种自适应方法不仅可维持自适应控制系统的全局稳定,而且还可快速收敛和减少跟踪误差。仿真结果也验证了这一特点。     

空间机器人的目标捕获自适应控制

首先推导了基座姿态受控空间机器人系统运动学关系,得到了广义雅可比矩阵。根据目标的运动来规划机械臂末端在惯性空间的期望轨迹。对机器人动力学和运动学关系式进行线性参数比,分别对动力学待估参数和运动学待估参数设计在线修正律,在关节空间采用自适应控制。对于存在动力学参数不确知的机器人系统,算法保证了系统的渐近稳定,在成目标捕获任务的同时,控制基座姿态保持在期望范围之内。以平面两关节空间机器人系统为对象进行了仿真,结果表明了算法的可行性和有效性。     

漂浮基空间机械臂姿态、关节协调运动的模糊小波神经网络控制

讨论了本体姿态受控、位置不受控制的漂浮基空间机械臂系统协调运动的动力学控制问题. 根据系统位置几何关系、动量守恒关系和第二类拉格朗日方程, 建立漂浮基空间机械臂系统的动力学方程. 在此基础上, 针对系统参数未知的情况, 设计了一种采用小波基函数作为模糊隶属度函数的模糊神经网络控制器, 以控制空间机械臂的本体姿态和机械臂两关节铰协调地完成各自在关节空间的期望运动. 其特点是不要求系统动力学方程关于惯性参数呈线性函数关系, 甚至不需要知道系统参数;而且网络权值是采用反向传播算法根据误差进行在线学习, 使模糊神经网络获得更强的自学习和自适应能力, 同时也节省了离线学习的时间. 系统数值仿真的结果证实上述控制方案是行之有效的.      

空间光学敏感器像素位置精确测量技术发展现状

为提高空间指向测量仪器的精度,满足极高测量精度的任务需求,图像传感器像素位置偏差对星点质心定位精度的影响不容忽视.激光干涉法是目前国内外对像素位置偏差进行测量的主流方法.文章对图像传感器像素位置偏差的成因及影响进行说明,对国内外开展的激光干涉测量像素位置偏差技术进行介绍与整理,对像素位置偏差测量技术遇到的关键问题,技术难点及其未来发展趋势进行梳理和总结.     

控制力矩受限情况下漂浮基空间机械臂基于饱和速度滤波器的自适应控制方法

讨论了控制力矩受限且系统参数不确定情况下, 载体位置不受控、姿态受控 的漂浮基空间机械臂系统的智能控制问题. 运用系统动量守恒关系和拉格朗 日方程建立系统的动力学方程. 针对控制力矩受限和机械臂末端爪手所抓持 的载荷参数不确定的情况, 设计了一种基于饱和速度滤波器的自适应控制方 法. 该控制方法运用自适应调节规律有效地克服了系统不确定参数对控制精 度的影响; 运用双曲函数限制控制力矩的幅值大小, 使其更符合空间实际的 要求. 此外, 速度滤波器的运用使得在控制过程中不需要测量和反馈系统的 速度信号, 从而使得控制更加简单易行. 仿真结果证明了所提出控制方法的 有效性.      

空间机器人退步控制器设计

 针对带任意节机械臂的空间机器人,采用退步法设计了基座姿态与机械臂受控的复合控制器。所设计的控制器以机械臂末端在工作空间中的位置和姿态、机械臂在关节空间中的关节角、关节角速度、基座姿态角和姿态角速度为反馈变量,可直接实现机械臂在工作空间的控制任务,避免了从工作空间到关节空间的运动学规划及Jacobian矩阵求导,同时,通过对基座的姿态控制能扩展机器人的功能,改善机械臂的动力学奇异特性。以某个带有6节机械臂的空间机器人为背景进行了数学仿真,验证了所设计的控制器的有效性。     

空域空间网格标识原理及应用

在对空域空间有限元的相关研究中,构建空域空间的网格标识系统,是将信息技术应用于空域管理、推进空域数字化的重要基础。在美军全球区域参考系统和通用地理位置参考系统基础上,提出了一种同时具备标识平面和立体空间位置能力的参考系统。通过在地球表面以上特定高度之下的空间内,建立一种递归剖分策略方法,将空域空间划分为若干空间网格,不同尺度下的网格既是一种地理空间位置参考系统,也是一种组成空域的基本空域体,以此实现空间位置参考与空间位置标定的混合表达,为开展空域数字化管理提供底层模型。      

空间太阳能电站微波能量反向波束控制技术

微波能量传输设计与验证是中国空间太阳能电站发展各阶段的核心工作,微波能量反向波束控制则是微波能量传输的关键环节。目前的反向波束控制研究都基于微波能量发射阵列具有理想型面的前提,没有考虑空间环境中微波能量发射阵列结构模块发生位置和姿态偏差的实际情况。结合中国空间太阳能电站发展的4个阶段任务,分析了结构模块姿位偏差对整流阵列处功率密度和波束指向误差带来的影响。在已经验证的软件化微波能量反向波束控制基础上,结合结构模块姿位偏差校正,提出了基于相位补偿的反向波束控制技术,并对校正效果进行了仿真分析。基于相位补偿的反向波束控制技术对微波能量发射阵列结构模块姿位偏差的影响具有显著的校正能力。文章可以为微波能量传输系统的设计和研制提供指导。     

漂浮基姿态受控空间机械臂关节运动的自适应神经网络控制

讨论了载体位置无控、姿态受控情况下,空间机械臂姿态及关节协调运动的自适应神经网络控制问题.由拉格朗日第二类方法及系统动量守恒关系,建立了漂浮基空间机械臂的系统动力学方程.以此为基础,借助于RBF神经网络技术和GL矩阵及乘积算子定义,对空间机械臂系统进行了神经网络系统建模;之后针对空间机械臂所有惯性参数未知的情况,设计了空间机械臂载体姿态与机械臂各关节协调运动的自适应神经网络控制方案.提出的控制方案不要求系统动力学方程具有关于惯性参数的线性性质,且无需预知系统惯性参数的任何信息,也无需对神经网络进行离线训练和学习,因此更适于实时应用.通过对一个平面两杆自由漂浮空间机械臂系统的数值仿真,证实了方法的有效性.      

具有死区特性的空间机器人基于干扰观测器的L2反步控制

研究了载体位置及姿态均不受控时空间机器人在惯性空间中的轨迹跟踪问题.考虑到系统存在参数不确定及死区特性等情况,提出了一种基于干扰观测器的L₂反步控制方案.结合拉格朗日方程和系统Jacobi关系矩阵建立系统的动力学模型.利用干扰观测器对系统建模误差进行观测补偿,并通过L₂干扰抑制法对观测误差进行消除,同时采用死区模糊补偿器对系统死区特性造成的影响进行补偿.该控制方案不需要预知准确的惯性参数,不用对惯性参数进行线性化处理,并且不要求估计系统不确定项和死区参数的上界,从而简化了系统的控制.数值仿真证明了该控制方案的有效性.      

商业航天的护身符——航天保险浅析

正开发低成本航天器、开放航天基础设施、开展航天保险业务是商业航天不可或缺的三个必要条件。当前我国的低成本航天器全面开花,航天基础设施也在逐步向商业领域倾斜,航天保险却相对发展滞后。航天和保险原本是并不相干的两个领域,但基于航天器固有的高投资、高风险属性,要想吸引社会资本开展商业化运作就必须建立起一套行之有效的风险损失管控机制。目前我国正处于航天大国向航天强国迈进的关键历     

Space Research Plan of China's Space Stationormalsize

China's manned spaceflight missions have been introduced briefly, and the research planning of space sciences for China's Space Station (CSS) has been presented with the topics in the research areas, including:life science and biotechnology, microgravity fluid physics and combustion science, space material science, fundamental physics, space astronomy and astrophysics, earth sciences and application, space physics and space environment, experiments of new space technology. The research facilities, experiment racks, and supporting system planned in CSS have been described, including:multifunctional optical facility, research facility of quantum and optic transmission, and a dozen of research racks for space sciences in pressurized module, etc. In the next decade, significant breakthroughs in space science and utilization will hopefully be achieved, and great contributions will be made to satisfy the need of the social development and people's daily life.      

Space Research Plan of China's Space Station

China's manned spaceflight missions have been introduced briefly,and the research planning of space sciences for China's Space Station(CSS) has been presented with the topics in the research areas,including:life science and biotechnology,microgravity fluid physics and combustion science,space material science,fundamental physics,space astronomy and astrophysics,earth sciences and application,space physics and space environment,experiments of new space technology.The research facilities,experiment racks,and supporting system planned in CSS have been described,including:multifunctional optical facility,research facility of quantum and optic transmission,and a dozen of research racks for space sciences in pressurized module,etc.In the next decade,significant breakthroughs in space science and utilization will hopefully be achieved,and great contributions will be made to satisfy the need of the social development and people's daily life.     

发现号在太空续写神话

发现号航天飞机的命名源自于一艘18世纪时的英国探险船,伴随著名的詹姆斯·库克船长远征南太平洋的发现号。在库克船长的探险中,完成了包括发现夏威夷群岛、新西兰乃至于确认澳洲大陆存在等的功绩,而同行中的另外一艘探险船奋进     

Space Weather Service for Chinese Space Science Satellites

Strategic Priority Research Program on Space Science has gained remarkable achievements. Space Environment Prediction Center (SEPC) affiliated with the National Space Science Center (NSSC) has been providing space weather services and helps secure space missions. Presently, SEPC is capable to offer a variety of space weather services covering many phases of space science missions including planning, design, launch, and orbital operation. The service packages consist of space weather forecasts, warnings, and effect analysis that can be utilized to avoid potential space weather hazard or reduce the damage caused by space storms, space radiation exposure for example. Extensive solar storms that occurred over Chinese Ghost Festival (CGF) in September 2017 led to a large enhancement of the solar energetic particle flux at 1 AU, which affected the near Earth radiation environment and brought great threat to orbiting satellites. Based on the space weather service by SEPC, satellite ground support groups collaborating with the space Tracking, Telemetering and Command system (TT&C) team were able to take immediate measures to react to the CGF solar storm event.      

商业航天领跑航天2.0时代

正目前,商业航天正在与民用航天、军事航天一起,成为航天的重要组成部分,推动世界航天进入以全面商业化、大众创新和军民融合为特征的航天新时代—航天2.0(Space2.0)时代。世界商业航天发展有什么经验教训?中国商业航天面临怎样的机遇和挑战?1世界航天进入Space2.0时代20世纪,美苏两个大国的冷战是推动航天技术最初发展的主要动力。随着冷战结束和航天技术的逐     

太空新航线

美在月球北极发现大量水冰3月1日,NASA宣布其搭载在印度月船1探测器上的一台雷达仪器在月球北极一些月坑的底部发现了数百万吨水冰。称为迷你合成孔径雷达的这台仪器发现,有40多个直径2千米～15千米的月坑内存有水冰。     

军事航天

美国研发新型核巡航导弹奥巴马政府向美国国会提交的2011财年预算披露,美国空军计划耗资8亿美元研发轰炸机发射的核巡航导弹。第二代远程防区外飞行器将取代375枚老化的AGM-86B机载巡航导弹。AGM-86B导弹预计到2030年退役。美国国防部估计,整个替换过程将耗资     

“阿特兰蒂斯”号航天飞机的谢幕之旅

<正>美国东部时间5月14日14时20分(北京时间15日2时20分),"阿特兰蒂斯"号航天飞机载着6名航天员从美国佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射升空,8分半钟之后进入预定轨道,这是它第32次执行太空飞行任务。如果"发现"号和"奋进"号航天飞机能够顺利地完成接下来的太空飞行任务,那么这次飞行将成为"阿特兰蒂斯"号航天飞机的谢幕之旅。