一类单框架控制力矩陀螺系统奇点的有限性

单框架控制力矩陀螺（ＳＧＣＭＧ）是应用在航天器上的一类惯性执行机构,但当多个ＳＧＣＭＧ协调工作时,由多个ＳＧＣＭＧ组成的ＳＧＣＭ５Ｇ系统会出现奇异现象,不能产生所期望的控制力矩。为回避系统奇异、必须对ＳＧＣＭＧ系统的奇点在框架角空间中的分布作一定的了解。文章则针对框架轴非共面锥形对称安装的ＳＧＣＭＧ系统,证明了对于角动量空间中的任意一点,其对应的框架角空间中的奇点是有限的。     

网格编码8PSK系统中最佳码的研究

网格编调制（ＴＣＭ）是一种先进的纠错编码方案。用网格编码８ＰＳＫ系统代替目前广泛使用的ＱＰＳＫ系统,可在不扩展占用带宽的前提下获得可观的编码增益。文章主要研究了在加性白高斯噪声（ＡＷＧＮ）干扰环境下,网格编码８ＰＳＫ系统中最佳码的设计问题。首先对Ｇ．Ｕｎｇｅｒｂｏｅｃｋ和Ｓ．Ｓ．Ｐｉｅｔｒｏｂｏｎ的结果进行了验证,在此基础上修正了“最佳码”的搜索规则,在２维和６维时,分别发现了一些距离参数更优的码。所得结果对ＴＣＭ系统的设计提供了更多的直接依据。     

日本将实施4星气候监测计划

日本宇宙开发事业团（ＮＡＳＤＡ）预计将在２０００年４月开始实施一项包括４颗卫星的全球气候监视计划。ＮＡＳＤＡ目前已申请了大约１．２亿日元（合１００万美元），用于对２颗拟于２００５年发射的全球变化观测卫星（ＧＣＯＭ——ＧｌｏｂａｌＣｈａｎｇｅＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎＭｉｓｓｉｏｎ）进行研究。这笔研究经费尚待日本空间活动委员会的批准。第一颗卫星称为ＧＣＯＭ－Ａ１，其重点任务是大气监测。第二颗卫星是ＧＣＯＭ－Ｂ１，将携带５种遥感器，其重点任务是地球观测。它们的２颗后继星ＧＣＯＭ－Ａ２、Ｂ２，将于２０１０…     

计算机生成兵力

介绍分布交互仿真（ＤＩＳ）环境中计算机生成兵力（ＣＧＦ）的概念,分析ＣＧＦ系统的原理、结构、特点和主要研究内容。介绍现有的ＣＧＦ系统,分析ＣＧＦ系统与人工智能以及ＣＧＦ实体与ＤＩＳ的３种仿真类型之间的关系。     

单框架控制力矩陀螺系统的运动奇异及回避

为满足航天器姿态三轴控制的要求,通常在姿态控制系统中采用3个或以上的单框架控制力矩陀螺(SGCMG).当多个SGCMG协调工作时,系统会出现奇异现象.在研究SGCMG系统的运动奇异机理及零运动的基础上,提出了一种判别奇异状态可回避性的新方法.该方法把对奇异状态可回避性的判别转化为对一组非线性常微分方程的定性研究.以某4-SGCMG系统为例,验证了上述方法的可行性.      

美国“地球观测系统”卫星参数表

美国“地球观测系统”卫星参数见表１。表１　“地球观测系统”参数表卫星ＥＯＳ－ＡＭＥＯＳ－ＰＭＥＯＳ－ＣＯＬＯＲＥＯＳ－ＡＥＲＯＥＯＳ－ＡＬＴＥＯＳ－ＣＨＥＭ科学用途测量地表、云、气溶胶和辐射收支特性测量云、降水和辐射收支、地面雪和海冰、海面温度和海洋生产率研究海洋生物量和生产率观测大气和气溶胶测量海平面高度、洋流和冰层质量测量大气化学成分及其传输过程、海洋现象有效载荷ＡＳＴＥＲ，ＣＥＲＥＳ，ＭＯＤＩＳ，ＭＩＳＲ，ＭＯＰＩＴＴＡＩＲＳ／ＡＭＳＵ／ＭＨＳ，ＭＯＤＩＳ，ＣＥＲＥＳ，ＭＩＭＲＳｅａＷＩＦ…     

资源卫星CCD多光谱扫描仪系统的像质评价

综述了资源卫星ＣＣＤ多光谱扫描仪系统像质评价的重要性。内容和影响像质的主要因素;还综述了ＳＰＯＴ和ＴＭ使用的评价准则、评价方法以及卫星发射前的图像质量预估和在卫星发射后的像质评估结果。     

利用GPS进行时间传递与频率比对

全面介绍了ＢＩＲＭＭ从１９８６～１９９２年间从事利用时间ＧＰＳ进行时间传递与频率比对技术研究方面的情况，包括所建立的ＣＰＳ定时校频系统、单站定时、ＳＡ对定时精度的影响、ＧＰＳ定时信号噪声模型、卡尔曼滤波、电离层时延估算、ＧＰＳ共视试验、ＣＰＳ校频、接收系统差测量等。     

航天简讯

俄静止气象卫星填补了全球天气预报的空隙在经历了长时间的推延后，俄罗斯的静止值务气象卫星（ＧＯＭＳ）终于在１９９４年１０月３１日在哈萨克斯坦的卫星发射基地成功发射升空。ＧＯＭＳ卫星定点于印度洋上空的东经７６度，重２５００千克，设计寿命为３～５年。ＧＯＭＳ卫星由俄罗斯气象局控制运行。卫星的原如资料将发往位于莫斯科的主接收站，经过处理后的资料再通过卫星向用户发送。除探测功能外，卫星还可转发海洋浮标和其它陆基传感器发送的探测资料。ＧＯＭＳ的发射为世界气象组织（ＷＭＯ）的全球天气监视网（ＷＷＷ）填补了最后…     

Jobshop问题中动画仿真模型的自动生成系统

对于给定目标,仿真过程可大致分为仿真建模,程序实现,仿真结果的统计分析三大部分,其中仿真建模是最基础的,关系整个仿真成败的环节,如果能够在仿真模型完成后自动生成相应的仿真程序,不中大大减少了工作量,还可使工作者集中精力于仿真建模,使模型更准确,更优化,本文以Ｊｏｂｓｈｏｐ问题为例,给出了一中基于ＳＩＭＡＮ／ＣＩＮＥＭＡ软件的动画仿真程序自动生成系统,但该系统整体设计思想并不局限于ＳＩＭＡＮ／ＣＩＮ     

单框架控制力矩陀螺构型分析与奇异可视化

在单框架控制力矩陀螺(SGCMG)系统构型的分析和评价指标中,构型效益和可控效益分别反映了构型角动量包络和奇点在空间中的分布,可在一定程度上反映构型的性能。然而,构型效益不够直观,而可控效益中包含了角动量包络大小的影响。为此,将构型效益归一化,并从可控效益中去除角动量包络的影响,定义了两个新的构型指标--角动量利用率和非奇异率,对构型进行分析和评价。在此基础上,为了直观反映不同构型对奇点分布的影响,引入奇异可视化方法对不同构型下的奇异角动量曲面分布情况进行了对比分析。分析结果表明,SGCMG个数和构型的对称性是影响构型指标和奇异角动量曲面分布的主要因素。     

一种用于SGCMG奇异规避的CVP轨迹规划

采用单框架控制力矩陀螺(SGCMG)作为执行机构的小型敏捷卫星在姿态机动过程中存在着奇异问题.本文从SGCMG姿态控制系统整体出发，将奇异问题转化为状态约束的动态控制问题，基于控制变量参数化(CVP)方法，设计了一种用于SGCMG奇异规避的轨迹规划.该算法在实现小型敏捷卫星大角度姿态机动过程无奇异的基础上，将SGCMG框架角转速的最优轨迹通过CVP方法进行分段线性规划.这种规划策略对框架伺服系统的算法设计无复杂要求，仅需要简单的加减速控制，从而节约了星上资源.在轨迹规划实现过程中，考虑了工程实际中的约束条件，可以按照姿态机动任务要求规划出一条综合考虑能量资源和目标精度的最优轨迹.仿真结果表明：该算法实现了姿态参数轨迹和星体角速度轨迹的平缓变化，目标误差在1×10-3量级，星体在机动过程中运行稳定，SGCMG不会出现奇异现象.     

大型航天器SGCMG系统的奇异性分析研究

应用单框架控制力矩陀螺系统（SGCMG）是大型航天器姿控系统较为理想的选择，但是该系统存在严重的奇异现象，增加了操纵律的设计与开发的难度。文章从奇异性分析的角度对单杠架控制力矩陀螺系统的奇异状态进行了研究，提出了奇异可回避性的判别方法，并据此对SGCMG系统奇异状态进行了系统的分类，针对常用的各种构形的SGCMG系统进行了讨论。     

SGCMG系统的奇异状态脱离性判定方法研究

单框架控制力矩陀螺系统 ( SGCMG)是大型航天器姿控系统较为理想的选择 ,但是该系统存在严重的奇异现象 ,增加了操纵律的设计与开发的难度。文章从奇异性分析的角度对具有冗余度的单框架控制力矩陀螺系统奇异状态进行了研究 :提出了一种新的冗余的 SGCMG系统的零运动微分动力系统的构造方法 ;给出了该零运动微分动力学下具有冗余度的单框架控制力矩陀螺系统奇异状态的性质 ,并改进了奇异可脱离性的判别方法。     

基于力矩输出能力最优的SGCMG操纵律设计

为使SGCMG系统在有效回避奇异的同时能够较精确地输出期望力矩, 设计了一种基于力矩输出能力最优原理的SGCMG联合操纵律. 根据期望力矩矢量及SGCMG力矩输出的几何关系, 提出了新的系统奇异状态指标, 给出使力矩输出能力最优的框架角速度; 引入优化指标, 使得框架转速误差和输出力矩误差的混合二次型最小, 保证在力矩输出能力达到最优的同时也使得输出力矩误差最小. 采用奇异值分解理论证明了联合操纵律在奇异面处不存在框架锁定现象, 能够有效地逃离奇异, 同时分析了所设计操纵律的力矩输出误差. 以金字塔构型SGCMG系统为例, 对所设计的联合操纵律分别进行了恒定力矩仿真和卫星大角度机动仿真. 仿真结果表明, 联合操纵律能够顺利回避角动量奇异面, 不存在奇异鲁棒操纵律存在的框架锁定现象, 且输出力矩误差较非对角奇异鲁棒操纵律小, 能够顺利完成航天器大角度机动任务.      

一种基座姿态可控空间机器人的通用避奇异算法

针对基座姿态可控空间机器人笛卡儿路径规划中的奇异问题，提出了一种通用的运动学奇异回避算法。通过虚拟机械臂的方法建立空间机械臂的雅可比矩阵，实时判断雅可比矩阵行列式的值与角速度的关系确定奇异区，采用Newton-Raphson迭代法进行逆运动学求解，并设计了一种“微分项提取+二次拟合”的分段路径规划算法应用于奇异回避，直至关节角脱离奇异区。仿真结果表明:所提算法能够有效回避奇异，适应各种自由度与构型机械臂，调节计算时间与跟踪精度之间的关系，具备较好的通用性。      

基于非线性观测器的控制力矩陀螺操纵律设计

为改善操纵性能,将单框架控制力矩陀螺(SGCMG)操纵律设计问题转化为非线性系统的状态观测问题,并基于状态观测理论,导出了一种新型的SGCMG操纵律.通过适当的参数选择,SGCMG操纵律可使操纵误差在理论上渐近收敛至零;不用计算Jacobi阵的伪逆,而代之以Jacobi阵的转置,从而避免了由Jacobi阵求伪逆带来的一系列问题.同时,该操纵律形式简单,计算量小,易于实现.对应用在航天器上的某SGCMG系统的仿真结果表明,上述操纵律是可行的.      

考虑框架伺服特性时SGCMG系统操纵律设计

在单框架控制力矩陀螺(SGCMG)系统操纵律的设计中,通常假定框架伺服系统具有理想的伺服跟踪性能.然而,框架伺服系统有限的带宽和实际存在的各种扰动力矩都会使其跟踪性能下降.为抑制SGCMG框架伺服特性对操纵性能的影响,设计了一种新型操纵律.该操纵律综合考虑了SGCMG系统运动学和动力学特性,可以根据航天器姿态控制给出的角动量(或力矩)指令,直接计算出每个SGCMG框架驱动系统所需的控制力矩.由于操纵律没有算法奇异,在SGCMG系统不出现运动奇异的情况下,可使操纵误差指数收敛至零.同时,操纵律形式简单,易于实现.应用在航天器上的某4-SGCMG系统的仿真结果表明,上述操纵律是可行的.