人工智能航天领域应用参考模型

针对人工智能在航天领域的发展和应用问题,梳理了人工智能涉及的技术内涵和技术范畴,分析了在航天领域应用人工智能的近期迫切需求,给出了人类自然智能功能结构,构建了"信息感知、记忆思维、学习适应、行动驱动"的人工智能模型。从基础设施、基础技术、应用技术、产品与系统等层次,给出了人工智能技术参考模型,对需要发展的核心关键技术进行了描述。该参考模型可为明确航天领域的人工智能技术发展重点、建立标准体系提供参考。     

轨道交会、悬停及绕飞控制的解析解方法

面向航天器交会对接、编队伴飞以及在轨操控等空间应用的需求,分别对近圆、椭圆轨道上航天器间的相对运动进行了分析与建模,在常值推力作用假设下进行了相对运动的解析求解。采用模型预测的方法获得航天器相对位置和相对速度的预期偏差。通过广义逆变换构造关于预期偏差的最小范数、最小二乘全状态反馈控制器。提出了一种普遍适用于近圆、椭圆轨道,可以实现轨道交会、相对悬停保持和循迹绕飞,对相对位置和相对速度进行同步控制的高精度、高稳定度相对制导律。仿真结果校验了方法的可行性和有效性。     

知识系统决策规则的动态更新策略及等价矩阵计算

专家系统是航天领域中人工智能技术应用的重要形式。学习能力是人工智能、机器学习的本质特征之一。用属性及其取值表述对象的知识系统通常需要从大量样本中获取知识并以决策规则的形式加以表达。当样本集合发生变化时,则需对决策规则集进行动态更新。本文分析了增加和移除学习样本两种情况下调整决策规则的方法,提出了知识系统决策规则动态更新的策略和等价矩阵计算方法,通过算例进行了仿真和验证。结果表明:决策规则的动态更新方法和等价矩阵计算可以解决知识系统的动态学习问题,相较决策规则的全局获取运算,减少了计算量。     

挠性框架对陀螺飞轮性能影响分析

挠性框架是实现陀螺飞轮输出三轴控制力矩、测量外界角速度的关键部件。通过数值计算分析了挠性框架平衡环的惯量特性、内/外弹性元件的摆动刚度,以及倾侧角度对陀螺飞轮整机性能指标的影响。分析结果表明:降低挠性框架剩余刚度系数可以提高陀螺飞轮转子摆角控制精度,降低控制力矩。     

两平行构型双框架磁悬浮变速控制力矩陀螺操纵律设计

设计了一种平行构型双框架磁悬浮变速控制力矩陀螺(VSDGCMG)操纵律。建立了VSDGCMG动力学模型,提出奇异测度函数,由框架控制目标函数获得框架角速率指令,内转子控制目标函数获得内转子角加速度指令,设计了避开VSDGCMG奇异构型的操纵律。仿真结果验证了两VSDGCMS采用该操纵律能有效跟踪姿态控制指令力矩。     

防空武器系统能力需求分析的简化方法

面对新型威胁,围绕要地防空武器系统能力建设问题,建立了威胁目标、探测传感器、拦截导弹及其相互关系的物理数学简化模型。分析推导了传感器的可观测性、可探测性条件,以及武器系统对威胁目标的可防御性条件。给出了一种分析防空武器系统能力需求的简化方法。以中近程防空武器系统为例,分析给出了武器系统的能力需求。这种解析化、程式化的模型简化和分析方法,不受繁琐的细节性工作所限制以及系统构建人员的主观因素影响,可应用于防空武器系统能力规划的前期分析中。分析结果可为后续详细的武器系统的功能和性能仿真分析奠定基础。