用特征根构造变系数线性最佳控制

本文研究单输入n阶常系数线性系统满足二次型指标(积分区间有限,终点给定为(o,…o)) 的最佳控制。所得结果使用户无需解Riccati方程,也不要用数值法解出两点边值问题,仅由这个两点边值问题的特征根即可构造变系数线性最佳控制。这个结果既适于低价(n=1,2,3)时用来写出变系数线性最佳控制的一般表达式(17)—(19),也适于高阶时用计算机计算,其程序已用FORTRAN-Ⅳ在AD三TAMAX-186机上实现。     

可编程控制器在空间模拟器中的应用

为了提高航天器空间环境模拟试验的管理水平和试验质量,对我国的空间模拟器用计算机集中控制将是必然趋势。采用可编程控制器作为下位机控制空间模拟器各系统中离散开关量,与上位机组成集散控制系统(TDC)或者监督控制系统(SCC),都是最佳配置方式。本文简要介绍了可编程控制器的原理和性能及其在“应急环控生保试验舱”中的应用,显示了可编程控制器在空间模拟器中广阔的应用前景。     

高硅氧玻璃纤维复合材料的切削加工实验研究

探讨了高硅氧玻璃纤维复合材料切削加工的特点,分别用不同刀具材料的刀具和不同加工参数对高硅氧玻璃纤维复合材料进行了切削试验,得出了最佳刀具材料是立方氮化硼(CBN),并总结出了最佳的切削参数。     

离轴三反(TMA)相机在轨成像的偏流角计算与控制

推导了离轴三反(TMA)相机在轨成像的偏流角计算公式,并根据推导过程给出了偏流角的闭环和开环两种控制方式。分析了转序定义对控制的影响,获得了最佳转序。     

发动机生产加工中质量控制界限的优化

以两类错误损失费用最小为目标,对现行发动机零组件加工质量控制中以x±3σ作为控制图控制界限的方法进行了改进,建立了确定最佳控制界限(Kσ)的数学模型与最优控制界限(K)的算式。通过实例对优化结果和现行“x±3σ”方法的结果进行了比较和分析,进一步说明了该方法的优越性。     

正态分布与极值分布单样预测的BLUP与SLUP

介绍了求正态分布单样预测的BLUP(最佳线性无偏预测子)的方法,并将其推广到极值分布,讨论了它们的SLUP(简单线性无偏预测子),指出对数正态分布与Weibull分布单样预测存在的问题。     

直接力控制在垂直攻击型武器上的应用

介绍垂直攻击型武器在末制导段的特点及其对控制系统的特殊要求 ,为此提出三种控制方案 ,并从原理上分析它们各自的优缺点 ,得出直接侧力控制是满足其在末制导段控制要求的最佳方案。同时 ,设计出对应于这三种控制方案的控制律 ,并进行末制导段的仿真验证 ,结果证实了理论分析的结论 ,即直接侧力控制是最佳方案 ,为型号设计提供了具有实际参考价值的结论。     

2618A铝合金超塑性变形的研究

2618A铝合金试样经三种不同预处理工艺试验后,以恒定应变速率8.34×10~(-3)S~(-1)、不同温度(350～500℃)范围拉伸时,确定了最佳预处理工艺为固溶处理、温轧和再结晶;最佳应变速率为7.67×10~(-3)S~(-1),最佳变形温度为475℃,最高延伸率为240％,其最低流动应力为3MN/m~2。通过不同应变速率下拉伸试验表明,该合金对应变速率不甚敏感。粗大的不易变形的FeNiA19相粒子是合金在超塑性变形时不能获得高延伸率的一个原因。     

N2O-C2H2火焰原子吸收光谱法测定纯镍中硅含量

为简化纯镍中硅含量的测定过程,提高测量精度,研究了一种N2O-C2H2火焰原子吸收光谱法用于检测。介绍了方法的原理、工作参数和测定条件,并确定最佳工作条件,讨论了燃烧温度、共存离子等干扰因素的影响。实验结果表明,该法的灵敏度高、干扰小、选择性和重现性好,操作简单,分析周期短。其测定结果的相对标准偏差均小于1.0%,标准加入回收率大于97.0%(样本数n=6),可满足实验室仪器分析质量与控制的要求。     

空间太阳能电站统一调度设计及电能管理分析

针对多旋转关节空间太阳能电站(Space Solar Power Station, SSPS),提出一种环形拓扑的电力系统架构。基于功率分层准则对SSPS电力拓扑架构进行设计,提出U1~U7共7个层级、母线电压5000V、功率等级为MW的太阳能电站电力系统。针对分层架构中多太阳电池阵子阵并联(U6层),提出分层功率平衡统一控制策略,对MPPT控制、MPPT控制+稳定直流母线电压混合控制、MPPT算法+下垂稳定直流母线电压混合控制三种控制方法开展仿真分析。结果表明,提出的基于虚拟阻抗的下垂控制策略可以有效调节、分配功率,解决了空间发电站母线电压无法稳定的问题。     

基于预测的VBR优化带宽分配模型

研究 VBR业务的动态带宽分配问题。以往的 VBR动态带宽分配模型中多只注重对VBR业务的预测研究 ,而忽视分配机制对业务的 QOS参数影响。基于此 ,提出了一个优化的动态带宽分配模型。该模型在预测值的基础上 ,以信元丢失率最小为优化目标对系统的带宽资源进行了优化分配 ,并用随机优化算法求出最优带宽分配向量。与以往方案相比 ,最优化的带宽分配在信元丢失率上达到最优 ,有效地保证了业务 QOS参数。     

The Use of Quaternions in the Optimal Control Problems of Motion of the Center of Mass of a Spacecraft in a Newtonian Gravitational Field: I

The problem of optimal control is considered for the motion of the center of mass of a spacecraft in a central Newtonian gravitational field. For solving the problem, two variants of the equations of motion for the spacecraft center of mass are used, written in rotating coordinate systems. Both the variants have a quaternion variable among the phase variables. In the first variant this variable characterizes the orientation of an instantaneous orbit of the spacecraft and (simultaneously) the spacecraft location in this orbit, while in the second variant only the instantaneous orbit orientation is specified by it. The suggested equations are convenient in the respect that they allow the general three-dimensional problem of optimal control by the motion of the spacecraft center of mass to be considered as a composition of two interrelated problems. In the first variant these problems are (1) the problem of control of the shape and size of the spacecraft orbit and (2) the problem of control of the orientation of a spacecraft orbit and the spacecraft location in this orbit. The second variant treats (1) the problem of control of the shape and size of the spacecraft orbit and the orbit location of the spacecraft and (2) the problem of control of the orientation of the spacecraft orbit. The use of quaternion variables makes this consideration most efficient. The problem of optimal control is solved on the basis of the maximum principle. Several first integrals of the systems of equations of the boundary value problems of the maximum principle are found. Transformations are suggested that reduce the dimensions of the systems of differential equations of boundary value problems (without complicating them). Geometrical interpretations are given to the transformations and first integrals. The relation of the vectorial first integral of one of the derived systems of equations (which is an analog of the well-known vectorial first integral of the studied problem of optimal control) with the found quaternion first integral is considered. In this paper, which is the first part of the work, we consider the models of motion of the spacecraft center of mass that employ quaternion variables. The problem of optimal control by the motion of the spacecraft center of mass is investigated on the basis of the first variant of equations of motion. An example of a numerical solution of the problem is given.     

半直接配点法在航天器追逃问题求解中的应用

采用半直接配点法求解时间固定两航天器追逃问题,提出一种新的数值求解追逃双方最优控制策略的方式,避免了求解非线性两点边值问题。在两航天器均为连续小推力假设条件下,以终端距离为支付函数,给出了半直接配点法求解此追逃问题的过程。在此数值方法中,根据半直接转换将微分对策问题转化为一个最优控制问题,由Gauss-Lobbato配点法最终将此最优问题转化为非线性规划问题,继而通过序列二次规划方法求解。这种半直接配点法避免微分对策问题最优策略的必要条件(两点边值问题)求解,并且数值稳定性好。数值仿真给出了追逃双发的最优控制策略和相应的追逃轨迹。     

非线性系统部分线性化及其在飞行控制中的应用

本文借鉴非线性系统线性化的设计思想,提出并研究了非线性系统部分线性化问题,给出了可以对非线性系统进行部分线性化的充分必要条件。在此基础上,研究了某飞行器姿态控制系统设计问题。给出了飞行控制规律,最后通过数值仿真验证了本文提出方法的正确性。     

On the nonlinear problem of the three-axis reorientation of a three-rotor gyrostat in the game noise model

The nonlinear game problem of the three-axis reorientation of an asymmetric solid body with three flywheels (rotors) has been solved. Acceptable levels of uncontrollable noise depending on given constraints of control moments have been estimated.     

一种分布式卫星构形变换路径规划方法

在一种分层控制体系结构下研究了分布式卫星系统的构形变换问题。以控制量的二次型性能指标作为构形变换控制的优化指标,线性离散模型下的构形变换动力学约束作为基本约束,将构形变换的路径规划问题作为一个二次规划问题求解,并给出了数值仿真的算例。在单个绕飞星构形变换规划算法的基础上,提出了一种整体优化方法,使构形变换过程中整体能量最优,依此作为构形变换的顶层规划方法,并给出了仿真结果。     

Some issues of time-optimal control over a spacecraft programmed turn

The problem of optimal turn of a spacecraft from an arbitrary initial position to a final specified angular position in a minimum time is considered and solved. A case is investigated, when the constraint on spacecraft’s angular momentum during the turn is essential. Based on the quaternion method a solution to the posed problem has been found, and an optimal control program is constructed taking the constraints on controlling moment into account. The optimal control is found in the class of regular motions. A condition (calculation expression) is presented for determining the moment to begin braking with the use of measurements of current motion parameters, which considerably improves the accuracy of putting the spacecraft into a preset position. For a dynamically symmetrical spacecraft the solution to the problem of optimal control by the spacecraft spatial turn is presented in analytical form (expressions in elementary functions). An example of mathematical modeling of the spacecraft motion dynamics under optimal control over reorientation is given.     

空间机械臂非完整运动规划的遗传算法研究

带空间机械臂航天器系统在无外力矩作用时，系统相对于总质心的动量矩守恒而变为非完整系统。由于非完整约束的不可积性，非完整系统的运动规划与控制比一般系统要困难得多。现利用非完整特性研究了自由漂浮空间机械臂的三维姿态运动控制问题。首先导出带空间机械臂的航天器三维姿态运动数学模型，并将系统的控制问题转化为无漂移系统的非完整运动规划问题。在运动规划中，根据最优控制原理和优化理论，提出基于遗传算法的最优运动规划数值算法。通过数值仿真，表明该方法对空间机械臂及航天器三维姿态运动的非完整运动规划是有效的。     

自由漂浮空间机器人末端轨迹优化跟踪控制

针对自由漂浮空间机器人(FFSR)末端轨迹跟踪优化控制中惯性参数不确定的问题,基于状态依赖Riccati方程（SDRE）,提出一种采用标称SDRE控制器与补偿SDRE控制器相结合的组合优化控制器,通过SDRE基本理论及李雅普诺夫方法证明了控制方法能够实现系统跟踪的能量优化和渐近稳定,实现了FFSR在广义雅克比矩阵非奇异条件下的末端轨迹优化跟踪控制。数值仿真表明,控制器能够实现对于期望末端轨迹的有效跟踪。