挠性空间飞行器的能控性程度和能观性程度

本文研究了挠性空间飞行器的能控性和能观性程度,并应用所得的结果,研究了控制器(观测器)配置的问题。本文还通过一个实际例子说明了所得结果的正确性和实用性。     

基于条件数的能观性度量方法及在自主导航系统中的应用

由于状态方程和观测方程的非线性,给自主导航系统的能观性分析带来了挑战。首先分析了 条件数在线性系统能观度定义中的合理性;然后,利用李导数求解出非线性系统 的能观性矩阵,并基于条件数给出了一种非线性系统的能观性度量方法;将其应用于地月转 移轨道,分别研究了地心视线矢量和月心视线矢量两种观测模型下自主导航系统的能观度; 进而,利用系统的能观度动态确定信息分配因子,结合扩展卡尔曼滤波建立信息融合自主导 航算法。仿真结果表明,本文提出的能观性度量方法能够反映不同观测模型下系统能观性的 变化情况,基于能观度的信息融合自主导航算法的轨道参数估计结果完全满足地月转移轨道 段的精度要求。
     

单输出系统的能观性度量方法及其应用研究

针对单输出非线性系统,基于现有能观性理论并利用条件数给出了能观性指数的定义 ,以此来衡量系统的能观度。将该能观度分析方法用于圆型限制性三体系统,按参考轨迹给 出了航天器各位置分量对系统状态的能观度,相关结果以及分析方法本身可为复杂环境下航 天器导航系统观测变量的选择提供参考。
     

姿控系统的能控度

一、前言采用喷气或飞轮作为执行机构的姿控系统,其控制量的幅值都有一定的限制,燃料或能量也有限制。对于三轴稳定卫星,控制的主要目的是消除姿态偏差。姿控系统的结构,首先要保证系统能控,但是一个仅是能控的姿控系统,即使使用最优控制规律,其控制效果也可能很差。因为只要把一个不能控系统的执行机构移动很小的位置,就可以使系统变成能控,但其能控度很差,要用很大的能量和很长的时间才能消除很小的姿态偏差。这就提出一个问题,当控制目的确定以后,应该按什么准则来构造姿控系统,才能使它的能控度最大。     

基于奇异值分解的航天器自主导航系统能观度分析

目前基于系统能观度的分析方法均存在一定的不足,为了克服这些问题,提出一种基于奇异值分解(SVD)的系统能观度分析新方法,该方法能同时对系统状态整体和各个状态分量进行能观性和能观度分析,且应用较为方便.同时,利用该方法对基于星敏感器和地球敏感器的航天器自主导航系统进行能观度分析,通过仿真计算分析给出影响该系统能观度的主要因素,所得结论可以对航天器实际工程中自主导航系统的敏感器配置及导航滤波器设计提供参考.     

基于能观度分析的信息融合组合导航方法研究

以观测模型能观度为基础,提出了一种基于能观度分析的信息融合方法.首先分析了影响脉冲星导航的主要误差来源,然后以火星环绕段为例,结合火星的两颗卫星中心矢量观测模型,通过格莱姆矩阵能观度分析方法考察观测模型的能观度.在能观度分析的基础上提出了一种观测信息系数分配方案.研究了适用于组合导航非线性问题的UKF滤波方法.通过数学...     

能量最优,存储角动量极小的飞轮最佳安装结构

对于外部扰动力矩模型近似已知的一类卫星,可以充分发挥斜装飞轮的优势使姿态控制系统的性能指标大幅度提高。文献[1]讨论了斜装飞轮相对能控度问题,本文在此基础上引入了相对能控度椭球和相对能控度向量等概念;指出在任何外部扰动力矩作用下相对能控度的值都可以用星本体坐标系中一个能控度椭球上的一点到原点的距离的平方表示;介绍了能控度椭球的性质,结合飞轮最小动量存储能力的要求,为姿态控制系统执行机构安装方式的选择提供了一种理论依据和直观的几何解说。     

用有向图理论分析挠性空间飞行器结构

本文应用有向图理论,分析挠性空间飞行器结构,给出选择状态向量的最佳结构方法,把系统的高阶矩阵简化成块三角型矩阵,从而便于分析系统的解耦、模态座标的截断和能控能观等问题。     

利用奉献观测器诊断红外地球敏感器故障的新方法

卫星闭环控制系统中不同敏感器的故障定位是自主故障诊断的难点。基于双观测器的方法能够分离光学敏感器和惯性敏感器的故障,却仍不能确定红外地球敏感器是否发生故障。奉献观测器适用于敏感器系统的故障定位,但由于该方法要求的能观性条件在实际工程中有时难以满足,使其应用受到限制。本文提出了一种利用奉献观测器诊断敏感器故障的新方法,先对不完全能观系统进行能观性分解,再对能观子系统设计奉献观测器,克服能观性条件的限制,实现敏感器故障诊断。最后,将该方法用于卫星红外地球敏感器的故障定位,仿真结果表明,该方法可有效诊断地球敏感器的故障。     

火星安全着陆轨迹快速生成的能控集法

针对火星着陆器在动力下降过程可能存在的着陆轨迹实时修正和着陆点再选择等问题,本文通过离线计算着陆器在动力下降段开始时的能控集范围,并在实际着陆过程中判断着陆器当前状态与能控集间的关系,实时确定最终着陆点并快速搜索相应着陆轨迹。若着陆器无法到达预定着陆点,则在视野范围内根据安全因子重新选择着陆点规划运动轨迹。仿真表明,基于能控集的快速轨迹规划法可根据着陆器的实际初始状态快速确定最终着陆点并获得相应着陆轨迹,以有限的燃耗实现火星安全软着陆的目标。     

略论军用装备的基本可靠性和任务可靠性

详细论述了军用装备的基本可靠性和任务可靠性的基本概念、主要区别以及两者间的相互关系，并探讨了军用装备的基本可靠性和任务可靠性在工程论证中的有关问题。分析认为，对军用装备来说，基本可靠性和任务可靠性是完全不同的两个概念，对宇宙飞船、飞机、导弹一类的飞行器尤其如此。     

圆柱贮箱中液体晃动的模部分析

本文对圆柱贮箱中液体的晃动问题进行了精细研究，提出了模部及模部分析的新概念。在此基础上，文章研究了在不同接触角假设下的模部正交性问题，对传统的圆柱贮箱中液体的受迫晃动理论作了本质分析，并从速度势函数ｚ模部的角度分析了深箱问题的实质。     

平直地面对一类圆极化波的等效反射系数

本文研究了入射波电场为任意线极化时,平直地面反射波中左旋圆极化分量和右旋圆极化分量的数学描述,引入了地面对这类波的等效反射系数的概念,并给予了物理解释,讨论了应用的有关问题。     

自由飞行空间机器人通用运动学模型及其仿真

本文了一种新的通用运动学模型。这一模型和以前方法不同，用通用方法导出能求机器人任一部分速度的通用方程式，同时这种通用模型由于运动学方程式表达式简单，所以计算速度很快，从而为空间机器人实时控制提供条件。本文首先在通用运动学模型所需的基本概念基础上推导出通用的运动学模型方程式，其次对该运动模型给以分析，最后通过仿真实验方法证明了本文提出的通用运动学模型比以往的几种运动学模型计算速度快的结论。     

多普勒雷达导引头信号处理技术

概述防空导弹多普勒雷达导引头信号的基本形式、主要特点、检测原理及其滤波系统；介绍了多普勒雷达导引头信号处理的一些常用技术。     

空间太阳能电站技术的可行性研究

简要介绍世界空间太阳能电站的太阳发电卫星／太阳能发电（ＳＰＳ／ＬＳＰ）系统两种设想及相关技术的可行性研究与发展情况。总体说，实现空间电站所需无线电能传输技术（ＷＰＴ）、太阳电池技术及空间技术已基本成熟，可望于下世纪初建立初步的空间太阳能发电系统。     

轴对称体外部流场的有旋特征线法

轴对称体的无粘，可压缩，定常，超音速流动的外部流场，在计算时，常采用流动为无旋的假设，当头部激波弯曲较大时，会产生一定的误差。本文对绕轴对称体的这类流动，用有旋特征线理论进行了数值计算。结果与实验数据的比较表明：用有旋特征线理论对绕轴对称体的流场进行计算是完全可行的。该方法的应用对轴对称体的气动力计算具有实际应用价值。     

带充液腔的自旋卫星稳定性问题

本文应用Pfeiffer的思想讨论带轴对称充液腔的卫星系统自旋稳定性。本方法的基本思想为将轴对称腔内的液体旋度平均化,使之与空间位置无关,由此将液体的无限自由度问题离散化为有限自由度问题,从而用线性理论讨论系统的自旋稳定性。用这方法,本文讨论了带充液腔的非轴对称卫星系统、带充液腔的双自旋卫星系统的自旋稳定性,给出了它们的自旋稳定性判据。此外,本文还给出了一些带有不同形状腔体的卫星系统自旋稳定域图,为实际工程设计人员提供理论参考。     

导弹密封皮碗的可靠寿命试验与评估

对某型号导弹密封系统所用的橡胶材料进行了加速老化试验，通过分析给出贮存可靠及可靠寿命等性能指标随时间、温度的变化规律。并引进随温度变化的失效率与加速系数，来研究材料对贮存温度的敏感性，从而为确定最佳贮存温度提供依据。