服务航天器主动绕飞观测的建模与控制

围绕服务航天器对目标任意方位绕飞观测操作,提出一种可灵活配置多种相对运动构型的绕飞建模方法。将绕飞分为过渡过程和绕飞过程2个阶段。通过对绕飞过渡过程采用S型速度曲线进行规划,使服务飞行器从任意初始方位平稳地进入绕飞平面。定义轨迹规划坐标系和期望姿态坐标系,将三维绕飞观测转化为二维轨迹设计与期望姿态解算,实现了绕飞观测的降维设计。定义期望绕飞矢量,实现绕飞构型的灵活配置。建立了相对轨道误差动力学模型,将对绕飞轨迹的跟踪控制转化为对跟踪误差的调节器设计。综合考虑轨道、姿态与挠性附件振动间的耦合作用,设计了基于模态观测器的姿轨联合控制律。数学仿真结果表明了该方法的正确性。     

对地指向偏差为约束的卫星平稳对日定向方法

传统以对地指向偏差为约束的对日定向方法在星-日、星-地连线的夹角达到极值后，卫星期望姿态会发生大幅度快速翻转，导致较大的峰值功耗和寿命损伤。针对该现象，提出了一种可使期望姿态平稳变化的以对地指向偏差为约束的对日定向方法，将卫星的期望姿态设置为绕一基准姿态周期性地旋转。在不显著牺牲对日定向效能的同时，既确保卫星期望对地轴与对地方向的夹角小于约束角，又使得卫星姿态总体平稳变化。数值仿真表明:所提出的平稳对日定向方法能够大幅降低卫星期望角速度的峰值，同时能够满足对日指向和对地指向的需求。      

竞争失效场合步进应力加速试验统计分析

竞争失效场合加速试验(AT)技术是加速试验由简单结构产品向复杂结构产品推广应用的基础.但目前的方法主要针对恒定应力加速试验.而对竞争失效场合步进应力加速试验缺乏相关研究.针对这一问题,对最一般形式(突发型失效和退化型失效并存)的竞争失效场合步进应力试验进行建模与分析.充分考虑了试验数据由于试验截尾和失效样本对应的失效模...     

基于半随机滤波-期望最大化算法的剩余寿命在线预测

剩余寿命(RL)预测是设备预测维护的关键环节。准确在线预测能够为维护策略的实时安排提供更加精确的技术支持,有效避免失效的发生。工程实际中,反映设备退化过程的性能指标往往不能直接监测,为解决隐含退化过程的剩余寿命在线预测问题,提出一种基于半随机滤波-期望最大化(EM)算法的预测方法。首先以剩余寿命为隐含状态,构建状态空间模型描述直接监测数据与设备剩余寿命间的随机关系。为实现单个设备剩余寿命的在线预测,依据到当前时刻为止的监测数据,采用扩展卡尔曼滤波(EKF)与期望最大化算法相互协作的方法实时估计与更新模型未知参数和剩余寿命分布。最后,将该方法用于惯性测量组合(IMU)剩余寿命在线预测问题,实验结果表明该方法能够提高预测的准确性并减少预测的不确定性。     

具有期望性能的控制系统设计

 本文给出的控制系统设计方案是在设计者已选定系统控制器结构的基础上,利用参数优化计算使所设计的控制系统具有期望的动静性能。它改进了现有控制系统设计方案大多数与系统的期望性能指标无直接关系的缺陷,避免了设计中为满足性能指标而进行的多次试凑。同时该方案在设计中还可包括系统的非线性特性。文中还给出了一种确定系统控制器结构的专家系统方案。最后的算例验证了该方案的实用性。     

蟹状星云(续)

在蟹状星云中寻找中子星 1967年帕西尼(Pacini)预言：“在鳖状星云中存在一个由中子组成的星，它每秒自转多次，有很强的磁场，磁偶极辐射给星云以能量。”中子星是在20世纪30年代由物理学家预言的一种致密天体。因为蟹状星云巨大的能源之谜，所以天文学家期望在鳖状星云中存在一颗中子星也是很自然的。帕西尼的预富指出了中子星快速自转和具有强磁场的特征，对中子星的特性又有进一步的理解。     

磁悬浮动量轮全滑模变结构控制

通过事先给定系统期望运动轨迹,设计出仿射非线性系统变结构控制的切换函数,该切换函数满足系统的初始状态在滑模面内的要求,因而在变结构控制的作用下,可以保证系统从初始时刻就一直运动在滑模面上,是一种全滑模变结构控制,具有比传统变结构控制更好的鲁棒性。研究还表明,约束在滑模面内的期望运动方程就是系统的滑模运动方程,系统的运动能够较好的跟踪设定的期望轨迹。将全滑模变结构控制应用于四轴型磁悬浮动量轮的控制,获得了良好的控制效果。     

基于改进最大期望算法迭代相位检测器的研究

近年来出现的基于最大期望(EM)迭代算法的相位同步算法具有比传统非数据辅助(NDA)相位估计算法更低的相位误差,是适合于Turbo编码系统的一种相位同步算法。然而,EM迭代算法对初值的选取比较敏感,收敛性较差。为了克服EM迭代算法收敛性较差的缺点,提出一种基于改进EM算法的Turbo编码系统迭代相位同步算法。针对EM算法的缺点,用数据辅助(DA)和NDA结合的方法得到的相位估计作为EM算法的初值。数值仿真显示,该方法具有比随机初始化EM算法更好的相位检测性能。     

投资可靠性初探（二）——统计及决策分析

投资过程的效用U是过程输出——收益率X满足投资者要求的程度．它取决于收益率X（是一个随机变量）及权重w（x）．单支股票的收益率X可用三参数Weibull分布或三参数对数正态分布描述。但资产组合的收益率则近似于正态分布。投资过程的可靠性是P（U≥U0），U0为投资的最低要求效用。本文证明如果w（x）是多项式，则E[U]是收益率分布的μ及σ的函数G（μ，σ）。多项目决策准则一是：“给定可靠性q，选择最大效用的项目”或“给定效用U0，选择最大可靠性项目”。准则二是：“选择E[U]即G（μ，σ）值最大的项目”。其特例为：投资学中常用的风险厌恶型效用及Markowitz的最优风险资产组合理论。本文指出组合资产的盯最小，不一定是E[U]最小。准则三是投机投资的“噪音准则”。噪音系数超过10dB的不应投入。并以中信泰富的Aacumulator合约巨亏等为例进行说明。     

服务航天器超近程逼近失控目标的建模与控制

为在轨服务任务中实施对失控目标的安全逼近与对接,开展了服务航天器超近程逼近过程的动力学与控制研究。通过引入描述相对运动构型变化的期望相对位置矢量和位置误差矢量,推导了一种新颖的相对轨道误差动力学模型;考虑对接机构安装位置及安装误差,并结合相对姿态动力学模型,建立了逼近过程的相对姿态轨道耦合动力学模型;根据逼近路径约束条件,设计了逼近过程的期望相对位置矢量导引律;基于相对姿态轨道一体化耦合动力学模型,设计了考虑未知有界干扰的自适应时变滑模控制律并利用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的全局稳定性。仿真结果表明,设计期望相对位置矢量导引律的方法能够实现逼近过程的相对运动构型变化控制,并且所设计的自适应时变滑模控制律具有较高的控制精度。