航天器发展对控制理论的挑战

本文综述和分析了现代航天器的发展及其对控制理论提出的挑战。这些挑战包括:①挠性空间结构动力学和控制;②鲁棒性和自适应控制;③高精度多变量控制系统的设计方法和理论;④容错控制系统的设计和人工智能研究;⑤大系统控制理论。     

现代小卫星的重力梯度姿态稳定系统

本文首先论述现代小卫星重力梯度稳定系统组成，其次建立数学模型，最后进行计算机仿真，研究初始姿态角速度、惯量比、飞轮角动量和伸杆时间等因素对姿态动态特性的影响。     

全球通信网络和全球防御网

任何起积极作用的信息技术对于增强经济活力和确保国家安全都是至关重要的。因此,在美国政府提出信息高速公路计划的同时,美国军事部门还提出建设全球防御网(DGG)计划。很明显信息高速公路是民用的,是为商用领域发展的;全球防御网是军用的,是为国防部门开发的。全球防御网是贯穿全球的各种信息系统和通信网络的总和。因此概括又通俗地说,这两种信息结构实质上是一对双胞胎。尽管它们的服务对象不同,但它们所采用的技术和技术实现的各种手段(硬件和软件两方面)基本上是一样的。     

零动量—偏置动量三轴姿态控制系统

本文提出一个与常规不同的零动量——偏置动量三轴姿态控制系统的设计方案。该系统由四个斜装的反作用轮组成。用这种方案设计的姿态控制系统有非常好的灵活性。通过改变控制模式,该系统可以组成一个标准的高精度零动量三轴姿态控制系统;也可以组成一个高可靠性的偏置动量三轴姿态控制系统。本文讨论了这种姿态控制系统的设计方法和动力学性能。最后,给出数学仿真的结果。     

中继卫星的多体姿态控制和仿真

一、引言八十年代在空间技术领域中的一个突出变革是提高星上自主能力,减少地面支持费用。地面跟踪网已经从全球化走向卫星化。如果依靠少数地面站对近地卫星跟踪的时间仅占4—5％,则对卫星进行精确测轨的时间更少,只有1—2％。根据这样短的弧段来测轨,精度很低(公里级)。若要100％时间跟踪卫星,则需要几十个地面站。例如轨道高度为400公里,需要设35个站,高度为1000公里,也需设14个站,而且这些站要理想分布,其中大多数地面站势必在国外和海上,主要是在海上,因为海洋占全球面积的7/10。由此可见,用增加地面站的办法来提高跟踪精度是不经济的,甚至是不现实的。     

ST-5微小卫星与星座及其空间飞行验证——为未来微小卫星的空间应用展现广阔前景

美国NASA于2006年3月22日成功发射三颗ST-5微小卫星,并组成星座,用于空间地磁观测。经过90天飞行演示,于6月20日顺利结束。演示验证很成功。卫星重25kg,功率24W具有通常卫星全部功能。卫星多项先进技术在演示中得到肯定,空间观测获得史无前例的数据。为此,文章介绍了ST-5微小卫星的先进技术和设计经验。ST-5将为今后微小卫星空间应用展现广阔前景。     

微小卫星绕飞空间站的动力学和控制

研究微小卫星围绕空间站飞行，监视空间站运行和外现状态，减少航天员舱外活动。这是小卫星一种新的应用概念。本文主要研究绕飞轨道动力学和稳定性，以及在有摄动情况下保持绕飞轨道的控制策略。这种控制策略所消耗燃料非常少，根据仿真实验结果，绕飞卫星飞行一个月时间仅消耗燃料的速度增量约为3～4m／s。     

卫星编队飞行相对轨道的确定

卫星之间相对轨道的确定对于多颗卫星编队飞行的控制和任务是十分重要的。结合空间圆形的编队飞行星座，本文给出了描述卫星近距离运动的C-W方程，讨论了空间圆形的编队卫星星座的构成，进而设定了利用激光仪测量星间位置矢量，并设计了Kalman滤波器来实现相对轨道的确定，分析和仿真结果表明，Kalman滤波器能够有效提高相对位置确定精度并给出相对速度的高精度估计。     

引领技术变革的现代小卫星

现代小卫星是从上世纪80年代中期发展起来的。它的发展可以分为下列三个阶段:第一阶段为探索研究阶段,大约从上世纪80年代中期至上世纪90年代末期。小卫星开始用于任务单一、系统简单、运行寿命短的科学试验研究、技术演示、教育等任务。探索应用高新技术,特别在小卫星中采用微电子技术和高速计算机方面取     

星群、星座与编队飞行的概念辨析

首先对"卫星集群概念研究"一文提出不同意见,认为"卫星集群"不是新概念,而是常用名词"星群"。随后对星群、星座与编队飞行(含F6项目)的概念及相互区别进行明确论述;对星座和编队飞行的分类、特点、优势、应用、发展概况以及它们之间的区别作了较详细论证。