一种多源测距与视觉惯性融合的月球车定位方法

针对月球车月面探测活动任务中对高精度定位的需求,当前视觉惯性定位方法存在误差累积,并且在缺乏先验环境信息时无法消除,基于三角测量原理的无线电定位方法可以通过测量接收端到至少三个不同发射端的距离来确定目标物体位置,但需要架设三台以上基站,因此难以满足月面环境下大范围定位的需求。文章提出了一种基于基站无线测距和视觉惯性里程计融合定位方法,以解决上述定位手段存在的问题。该方法首先利用视觉惯性里程计构建的环境模型将WIFI、UHF和UWB三类无线电基站测距信息进行融合,然后将测距结果和视觉IMU信息进行位置联合解算来确定月球车位置,最后在Matlab和Gazebo软件平台上进行仿真验证,在距离基站最远行进1500米的条件下实现了0.92米定位误差。实验结果表明,该方法能够在满足月面探测任务对于精准定位的需求。     

载人月球科研试验站建设规划及设想

进入21世纪以来，月球再次成为太空探索的焦点，许多国家提出各自的探月计划。区别于在美国60年前完成的阿波罗工程，未来月球探测的重点聚焦月球的长期建设与开发。如何充分利用当前的技术积累，在有限的运载能力和合理的发射运营成本条件下，建设载人月球科研试验站，实现月球极端环境下的长期运行是一个值得关注和研究的课题。结合当前国内外载人航天与探月工程发展情况，提出我国载人月球科研试验站人货分落、分段建设的规划设想。通过对安全性设计、乘组规模、环控生保需求、选址等展开分析，明确初步月球科研试验站建设需求，并提出满足2人长期月面驻留“2+1”构型月球科研试验站方案。     

Pneumatic pressure control based on improved NMPC and its application to aeroengine surge simulation

In the semi-physical simulation of aeroengines, using the pneumatic pressure servo control technology to provide realistic pneumatic excitation to the sensors and electronic controller can improve the confidence of the simulation and reduce the test cost and risk. However, the existing methods could not satisfy the precise simulation of large-amplitude and high-frequency pulsating pressure during aeroengine surge. In this paper, a pneumatic pressure control system with asymmetric groups of the High-Speed on–off Valve (HSV) is designed, and an Improved Nonlinear Model Predictive Control (INMPC) method is proposed. First, the volumetric flow characteristics of HSV are tested and analyzed with Pulse Width Modulation (PWM) signal input. Then, a simplified HSV model with the volume flow characteristic correction is developed. Based on these, an integrated model for the whole system is further established and used as the prediction model in INMPC. To improve the computational speed of the rolling optimization process, the mapping scheme from control signal to PWM duty cycle of HSVs and the objective function with exterior penalty function are designed. Finally, the random step, sinusoidal and real engine surge data are set as the reference pressure in multiple comparative experiments to verify the effectiveness of the pressure tracking system.     

Four-body cislunar quasi-periodic orbits and their application to ballistic lunar transfer design

Examining the properties of quasi-periodic orbits provides insight into the Sun-perturbed environment in cislunar space. In this investigation, quasi-periodic trajectories and their properties are explored in the Sun-Earth-Moon four-body problem. Computation and the stability characteristics of families of invariant tori are detailed. Furthermore, this investigation offers a framework for construction of ballistic lunar transfer trajectories in the four-body problem. The framework leverages manifold trajectories to supply a set of initial conditions for construction of periapsis Poincaré maps. Periapsis maps reduce the dimensionality of the space and illuminate solutions of interest as a basis to produce feasible families of transfers. Through a continuation process, families of ballistic transfers and families of transfers that include powered lunar flybys are constructed. Ultimately, these solutions supply an initial guess for transition to the Sun-Earth-Moon ephemeris model.     

直升机无障碍机场A类性能起飞决断点试飞研究

A 类性能是运输类直升机的典型特征，A 类性能飞行试验是表明符合性的最佳途径。以CAAC 颁布的相关A 类性能适航文件为基础，分析A 类起飞性能产生的背景，研究相关规章条款的要求和符合性方法，探讨极限高度—速度包线、A 类起飞航迹、A 类继续起飞和中断起飞以及最终起飞决断点确认等试飞技术，制定无障碍机场A 类性能起飞决断点试飞风险管控措施。构建的直升机无障碍机场A 类性能起飞决断点试飞方法及试飞风险管控措施，有效地指导完成了AC312E、AC313 等直升机的局方审定飞行试验工作，为其获得CAAC 型号合格证奠定了基础。     

STOVL飞机发动机多变量控制方法

短距起飞/垂直降落（STOVL）飞机发动机已采用多变量控制方法。基于鲁棒稳定性和条件数分析、块相对增益矩阵分析，对STOVL飞机发动机不同工作模式下的三变量控制系统输出选择和控制结构设计进行了研究。对常规工作模式，提出了基于多目标优化的三变量分块解耦控制方法，通过定义最优指标实现动态跟踪和分块间的耦合抑制。对常规工作模式和垂直起降工作模式间的切换，提出基于升力风扇功率前馈的复合控制方法，以消除负载变化对系统性能的影响。仿真结果表明:提出的控制方法能够保证常规工作模式下良好的解耦控制效果，能够实现不同工作模式间的平稳过渡，验证了控制方法的可行性。      

可压升力面理论桨扇气动设计反问题方法

结合桨扇几何与流动特征讨论了其两大类设计方法的特点，研究了基于可压升力面理论的一种桨扇气动设计反问题方法.相比于传统螺旋桨升力面设计方法，其在旋转坐标系中小扰动线性化假设下严格处理了桨叶旋转、流动压缩性、宽弦大后掠桨叶和桨叶间相互作用，体现了桨扇有轮毂而无机匣的特征.给出了桨扇设计中载荷-下洗角、厚度-下洗角核函数表达式，与机翼核函数的对比验证了其准确性，给出了其在升力面弦向积分和展向积分中的处理方式.讨论了反问题中各设计分布参数的给定方式，特别是最佳载荷分布的给定.构造了一种修正反问题设计中流动损失影响的损失模型.给出了设计算例，数值分析了该设计方法的准确性.研究表明，在跨声速区，反问题给定的弦向载荷分布与数值模拟的存在一定差异，这主要由该设计方法线性化假设与跨声速流动非线性的差别造成.反问题得出的基元功率系数分布、总体性能参数与数值模拟的吻合较好.      

FY-3(05)星主动对月定标控制技术研究

月球是低轨气象卫星载荷进行外定标的一个理想目标,不同载荷通过观测月球可以建立统一的参考基准,提高相互之间的数据匹配性。对于低轨卫星,月球一般每月一次进入载荷的视场,但停留时间只有几秒钟。为进一步提高对月定标的观测时长,积累更多的观测数据,本文针对低轨偏置动量卫星提出了一种主动对月定标控制方案,通过卫星平台的姿态控制,使月球在载荷视场中停留30 min以上。仿真结果表明:对月定标过程中卫星姿态控制精度满足指标要求,具备工程应用条件。