基于视线测量的卫星编队机动控制方法

采用视线测量的方法,建立一种编队卫星队形保持与机动的协同控制策略。编队中每一个卫星跟踪自己轨道前方邻近卫星,产生一个视线测量矢量,编队的第一个卫星根据高级控制层指令追踪期望轨道,产生链式编队,将编队卫星之间的视线距离作为反馈控制量来实现队形控制。通过推导J2相对摄动力的表达式,控制模型考虑了模型不确定性和摄动影响,采用滑模控制器,实现了基于视线测量的编队卫星链式跟踪协同控制。仿真算例结果表明,该方法在实现编队卫星队形保持与整体机动控制上具有可行性。     

月球车热管理系统质量优化

月球车热管理系统是为了确保车辆在恶劣的月球环境下正常工作的重要系统,质量是其重要的评价指标。通过对热管理系统模型的热网络分析,文章对影响月球车热管理系统质量的几个重要因素,如辐射器出口温度、热回路管径、冷媒流量、电控制元件、管路设计和阀门应用等分别进行计算,分析了这些因素对系统质量的影响规律;在此基础上,根据探月车辆模型环境参数和工作参数,利用搜索寻优法确定了使系统质量最小的最佳系统结构参数和操作参数,实现了热管理系统的初步质量优化分析。研究结果对于工程应用具有一定的参考意义。     

一种微推力测量系统的推力不确定度标定方法

利用微推力测量系统有助于星载微推力器性能的测评和研发,而其不确定度的标定可以判断实验测量结果的可信度,本文提出一种推力测量系统的推力不确定度标定方法。通过对推力测量系统施加已知标准力,根据推力测量系统的系统响应反演计算推力估计值,将已知标准力与推力估计值比较,以此标定推力测量系统的推力不确定度,并且给出推力不确定度和推力误差。所提方法具有以下主要特征：（1）利用推力积分方程离散化为推力离散化线性方程组求解推力加载全程的动态推力;（2）根据标准力不确定度和推力估计值不确定度,综合评价推力不确定度;（3）依据标准不确定度和扩展不确定度,获得给定置信度条件下的推力相对误差。本文基于所提方法对某亚毫牛级推力测量系统的不确定度进行了实验评估。结果表明在给定95%置信度条件下,其推力测量误差小于2%。所提出的推力不确定度标定方法,可为星载微推力器的推力误差评定提供了高置信度、高精度测评方法和手段。     

高精度电磁标定力数值模拟及实验研究

高精度电磁标定力源是微推力测量系统的重要组成要素之一。为了获得性能优良的电磁标定力，本文综合采用数值模拟及实验测量两种方法分析研究了线圈和永磁铁相对位置变化时，磁铁几何尺寸对电磁力输出特性的影响：对于直径较大、厚度较小的永磁铁而言，其电磁力随相对位置的变化会存在极值，且极值点附近的电磁力具有较好的稳定性和一致性。根据电磁力变化趋势特性，提出了线圈和永磁铁相对基准中心（极值点）位置的高精度设置方案，且基准中心位置附近的电磁力变异系数可达0.00252，为高性能电磁力的获得提供了基础。最后，确定了大直径永磁铁+线圈组合型电磁力产生装置，并基于拟合方法建立了一定包络区间内的高精度电磁力控制关系式，其拟合曲线的估计标准误差约为0.0137，为微推力测量台架的标定提供了理论指导和技术支持。