Study of highly perturbed spacecraft formation dynamics via approximation

This paper explores methods for approximating and analyzing the dynamics of highly perturbed spacecraft formations with an emphasis on computationally efficient approaches. This facilitates on-board computation or rapid preliminary mission design analysis. Perturbed formation dynamics are often approximated as linear time-varying (LTV) systems, for which Floquet theory can be used to analyze the degree of system instability. Furthermore, the angular momentum of the relative orbital state can be computed with the approximate dynamics to provide additional insight. A general methodology is developed first and then applied to the problem of unstable formation dynamics in asteroid orbits. Here the dominant perturbative effects due to low-order gravitational harmonics and solar radiation pressure are modeled. Numerical simulations validate the approach and illustrate the approximation accuracy achieved.     

Fault mode probability factor based fault-tolerant control for dissimilar redundant actuation system

This paper presents a Fault Mode Probability Factor (FMPF) based Fault-Tolerant Control (FTC) strategy for multiple faults of Dissimilar Redundant Actuation System (DRAS) composed of Hydraulic Actuator (HA) and Electro-Hydrostatic Actuator (EHA). The long-term service and severe working conditions can result in multiple gradual faults which can ultimately degrade the system performance, resulting in the system model drift into the fault state characterized with parameter uncertainty. The paper proposes to address this problem by using the historical statistics of the multiple gradual faults and the proposed FMPF to amend the system model with parameter uncertainty. To balance the system model precision and computation time, a Moving Window (MW) method is used to determine the applied historical statistics. The FMPF based FTC strategy is developed for the amended system model where the system estimation and Linear Quadratic Regulator (LQR) are updated at the end of system sampling period. The simulations of DRAS system subjected to multiple faults have been performed and the results indicate the effectiveness of the proposed approach.     

最小二乘直线函数的特性分析

证明了最小二乘直线函数是一种严格的凸函数。F(a,b)=∑(y-ax_i-b)~2是一个椭圆抛物面。a=[n∑x_iy_i-∑x_i∑y_i]/[n∑x_i^2-(∑x_i)~2]和b=[∑x_i^2∑y_i-∑x_i∑x_i∑y_i]/[n∑x_i^2-(∑x_i)~2]仅表示极值点。a=∑x_iy_i/∑x_i和 b=[∑x_i^2∑y_i-∑x_i∑x_iy_i]/[n∑x_i^2]在某些情况下可以是极值点,但不是在每种情况下都是极值点。     

线性规划问题的一个数值解法

通过用一组非线性方程组来逼近线性规划的Kuhn-mcker条件方程，从而将求解线性规划问题转化为一个用Newton迭代法来求解非线性方程组的问题。经数值计算表明，该算法在一般情况下能实现快速收敛。     

区域极点及方差约束下的航天器拦截控制：静态输出反馈情形

本文提出并讨论了具有选通窗约束的航天器拦截控制问题，指出航天器拦截控制的稳暂态性能指标可表现为系统稳态状态方差及闭环区域极点的形式。然后，基于配置控制的思想，本文完整地给出了期望静态反馈控制器的存在条件及其解析表达式，并举例说明所提设计方法的直接性与有效性     

三相谐振直流环节逆变器的控制策略

本文针对三相谐振直流环节逆变器提出了三种电流调节方案,并对这三种调节方案进行了分析比较。电流调节△调制方案是零滞环的,它使得三相电流总是流向正确的方向,具有良好的动态特性,但谐波特性较差;相邻模态电流调制方案使逆变器在相邻的开关模态或零开关模态之间进行切换,谐波特性很好,动态特性不够好,而滞环控制电流调制器根据逆变器的实际情况选择开关模态(包括零模态),具有良好的动态特性和谐波特性,适用于三相谐振直流环节逆变器。文中给出了三种方案下的仿真波形,仿真结果的比较也于文后给出。     

内喷管间隙宽度对线性塞式喷管性能的影响

为了了解内喷管间隙宽度对线性塞式喷管性能的影响，提出了对应着同一个内喷管的三种不同间隙宽度的塞锥。采用数值模拟的方法，得到了不同间隙宽度的线性塞式喷管在不同工况下的流场和性能。比较了不同间隙宽度对线性塞式喷管性能的影响，结果表明：增加内喷管间隙会增大线性塞式喷管的面积比和设计压比；内喷管间隙变宽，塞锥表面的压强下降，塞式喷管的性能下降，间隙宽度增大一倍，塞式喷管性能下降1％～3％。另外在计算过程中发现，内喷管的性能是整个线性塞式喷管性能的主要组成部分，占了整个塞式喷管性能的三分之二以上。     

基于FM-AM转换的伪码调相-载波调频复合引信信号的脉内特征提取研究

伪码调相和载波调频复合信号因具有好的距离、速度分辨率和测速测距精度,所以广泛应用在雷达和引信中。在电子对抗中为了实施欺骗性干扰,必须有效地提取复合信号的参数特征,为此本文研究了FM-AM转换时频分析的理论及其实现方法,并利用该方法对伪码调相-载波调频复合信号进行了脉内特征分析。具体包括伪码调相正弦载波信号、伪码调相复合正弦调频信号及伪码调相复合线性调频信号。仿真结果表明,在信噪比为5dB时,利用FM-AM转换时频分析技术,不但可以提取载波调频的特征信息,而且能够有效提取伪码的特征信息。     

线性四元树表示图象的距离变换

二元数组表示的图象使用的距离概念运用于线性四元树表示。指出棋盘距离特别适合于线性四元树。定义线性四元树的棋盘距离变换为树中各个黑四分形中心到最近边界四分形黑一白边界的距离。这里提出的距离变换算法主要特点是(1)它是一种代数方法,(2)各个四分形只计算一次距离,和(3)距离信息非常快地传递到区域内部。该算法可以推广到线性八元树表示的三维客体。     

最优鲁棒控制在飞行器设计中的应用

本文根据线性最优调节器加权阵与闭环系统极点的关系,提出了一种综合最优系统设计法,使系统同时具有良好的动特性和较强的鲁棒性。文中应用这种方法对某型飞行器控制系统进行了设计,使飞行器性能指标得到了显著提高。