变结构航天器动力学特性在轨辨识方法综述

动力学特性在轨辨识是对大型变结构航天器精确控制的基础和关键。首先,分析了国外在动力学特性在轨辨识领域的工程应用。其次,从在轨运行过程对动力学特性的影响出发,对在轨辨识方法的工程适用性进行了分析和评述,并总结了开展制约航天器动力学特性在轨辨识方法工程应用的条件。最后,对航天器质量特性和模态参数在轨辨识方法的应用进行了总结,可为动力学特性在轨辨识方法在我国未来大型变结构航天器中的应用提供参考。     

挠性航天器高精度智能控制方案研究

从工程角度出发，研究了智能控制方案，旨在提高挠性航天器的姿态指向精度和稳定度。针对挠性模态不可测的特点，文中采用了输出反馈变结构控制来抑制挠性附件的振动，并用神经网络自适应控制来补偿系统的不确定性因素。智能控制的引入使得控制器具有很强的自学习和自适应能力，可降低不确定性因素对系统产生的影响，减小系统的稳态误差，从而达到高精度控制的目的。仿真结果证明了该方法的有效性。     

控制输入饱和的挠性航天器姿态机动智能鲁棒控制

针对挠性航天器带有执行机构饱和的姿态控制问题,提出了一种将自适应变结构和智能控制相结合的智能鲁棒控制方法。首先,在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,针对挠性模态不可测的特点,给出了仅利用输出信息的智能自适应变结构输出反馈控制器的设计方法,其中利用神经网络控制来补偿执行机构饱和非线性和采用自适应控制技术克服确定不确定性的界的困难,并基于Lyapunov方法分析了滑动模态的存在性及系统的稳定性。最后,将该方法应用于挠性航天器的姿态机动控制,在反作用飞轮存在饱和特性约束的情况下,完成姿态机动的同时,可有效地抑制挠性附件的振动。
     

<航天控制>选题大纲

1　现代控制理论在航天控制中的应用2　制导、导航和控制技术2 1　导弹、运载器制导、导航和控制技术及一体化设计2 2　全程复合制导研究 (包括星光、ＧＰＳ、末制导、多头分导等 )2 3　大型捆绑式运载火箭控制系统研究2 4　系统精度分析2 5　飞船的制导、导航和控制系统2 6　航天器控制系统及其部件设计2 7　航天器的交会对接、变轨、返回技术的研究2 8　航天器的自主导航和组合导航技术2 9　控制系统三化研究2 1 0　拦截器的　ＧＮＣ技术2 1 1　智能控制、神经网络、变结构控制和自适应控制等先进控制技术2 1 2　空间机器人动…     

失效航天器接管控制技术发展综述

失效航天器接管控制对于实现航天器的在轨延寿、避免有效载荷的浪费、实现有限轨道资源的占位再生和维护太空安全意义重大。本文在系统分析各类失效航天器接管控制手段特征的基础上,按照接管控制过程中是否发生接触现象,将接管控制分为接触式和非接触式两类。随后介绍了各类接管控制手段的特点,归纳了航天器接管控制任务中涉及的关键技术,给出了未来航天器接管控制的智能化和自主化发展方向。本文有望为未来开展失效航天器接管控制任务提供技术参考和依据。     

《航天控制》选题大纲

l　现代控制理论及其应用2　制导、导航和控制技术2 l　导弹、运载器制导、导航和控制技术及一体化设计2 2　全程复合制导研究(包括星光、GPS、末制导、多头分导等)2 3　大型捆绑式运载火箭控制系统研究2 4　系统精度分析2 5　飞船的制导、导航和控制系统2 6　航天器控制系统及其部件设计2 7　航天器的交会对接、变轨、返回技术的研究2 8　航天器的自主导航和组合导航技术2 9　控制系统三化研究2 10　拦截器的GNC技术2 11　智能控制、神经网络、变结构控制和自适应控制等先进控制技术2 12　空间机器人动力学与控…     

航天柔性展开结构技术及其应用研究进展

综述了航天柔性展开结构的技术特点及其在航天器中的研究应用情况,围绕航天柔性展开结构应用涉及的薄膜褶皱、充气张力结构的屈曲失稳、展开动力学、精度测试、刚化材料等关键理论和技术基础,评述了航天柔性结构技术应用中的关键问题及未来研究重点,最后给出了航天柔性展开结构技术的未来发展趋势。     

变极性等离子弧自动焊接技术在大型密封结构焊接中的应用

文章简要介绍了变极性等离子弧焊接技术在国内外的发展状况以及新一代大型载人航天器密封舱体的结构和材料焊接特点,对变极性等离子弧焊接技术的工程化应用难点进行了分析,并提出关键工艺解决措施。通过研究和试验验证表明,采用变极性等离子弧焊接技术是解决中厚度铝合金焊接结构最好的工艺方案之一;对变极性等离子弧自动焊接技术的应用前景进行了展望。     

红外型空空导弹智能制导律研究

本文论述了红外型空空导弹应用智能控制的理论基础及结构特点，以多级智能控制的框架和机理设计出以比例导引为主、智能控制为辅的变指令智能制导律，并编制计算机软件以数字仿真的形式验证变指令智能制导规律的有效性和可行性     

铝合金新材料在载人密封舱主结构中的应用研究进展

文章简述了铝合金新材料在载人密封舱主结构中的应用研究进展,总结了传统航天用铝镁系铝合金的特点,在相关实验研究的基础上,通过对比分析指出,新型5B70铝镁钪合金具有优良的综合性能,将是我国未来载人密封舱主结构升级换代的最佳备选材料。结合当今载人航天器的发展需要,剖析了传统铝合金材料在未来载人航天器升级换代这过程中亟待解决的难题和将要面临的挑战。     

航天器智能自主控制技术发展现状与展望

本文首先介绍国内外在航天器智能自主控制领域的发展模式与发展水平 :发展模式包括战略规划、研究开发、型号应用三个层次 ;发展水平包括功能齐备与指标精良两个方面。然后对该领域的阶段发展目标进行了展望 :( 1 )实时智能自主姿态控制 ;( 2 )智能自主GNC ;( 3)智能信息技术在航天器控制系统、平台和有效载荷上的应用。     

NASA在纳米技术领域的研究和应用进展

NASA一直致力于先进航天技术探索与应用,其中,为推动纳米技术的发展与应用,规划了20年的研究发展计划。相关纳米技术被认为能够精确实现材料的预想性能,并可制备出更小、更具环境稳定性的航天器。文章跟踪介绍NASA在纳米技术领域的研究和应用进展,包括:1)先进结构材料及其应用;2)能量的生成与储存;3)热控制材料及其应用;4)纳米传感器的发展;5)推进剂及推进器的革新等。     

Apogee manoeuvre with a restartable liquid bipropellant motor

Unified Propulsion Systems present perceptible advantages for geostationary spacecrafts design: mass savings, as the ergols tanks are the same for the apogee motor and for the Attitude and Orbit Control System, higher performance, as specific impulse of bi-ergols motors is higher than the one of solid propellant motors and higher operational flexibility as the fuel amount can be adapted to the real flight conditions and as biliquid motors are restartable. On the other hand, the use of these propulsion systems for geostationary spacecrafts sets quite new mission analysis problems: the “predictability” of each delivered Delta-V is rather coarse (the corresponding uncertainty is about 4% for the existing motors). Also, only midlevel thrusters (about 400N) are available and so the finite burn losses associated with long burns arcs have to be minimized. This paper surveys the problems resulting from these new operational constraints and deals successively with the following items: optimal splitting up of the apogee manoeuvre, taking into account the possible dispersions on each Delta-V and the on-station longitude acquisition; minimization of the finite burn losses; adaptation of the apogee manoeuvre to the initial orbit parameters corresponding to the first North-South station-keeping cycle. The operation procedures derived from this survey will be used for the future launch of the ARABSAT spacecraft and for the following spacecrafts of the SPACEBUS family.     

自主交会对接若干问题

自主交会对接是交会对接技术的发展趋势。本文首先介绍了国际上自主交会对接的研究概况，然后研究了假设目标航天器为刚体，运动在圆轨道或近圆轨道上，追踪航天器与目标航天器在近距离范围内实现自主交会对接的若干问题，即信息自主获取的测量技术，智能自主的控制技术和保证飞行状态及避免碰撞的人工智能技术。为实现自主交会对接，智能控制是非常重要的手段。     

Distributed attitude synchronization of formation flying via consensus-based virtual structure

This paper presents a general framework for synchronized multiple spacecraft rotations via consensus-based virtual structure. In this framework, attitude control systems for formation spacecrafts and virtual structure are designed separately. Both parametric uncertainty and external disturbance are taken into account. A time-varying sliding mode control (TVSMC) algorithm is designed to improve the robustness of the actual attitude control system. As for the virtual attitude control system, a behavioral consensus algorithm is presented to accomplish the attitude maneuver of the entire formation and guarantee a consistent attitude among the local virtual structure counterparts during the attitude maneuver. A multiple virtual sub-structures (MVSSs) system is introduced to enhance current virtual structure scheme when large amounts of spacecrafts are involved in the formation. The attitude of spacecraft is represented by modified Rodrigues parameter (MRP) for its non-redundancy. Finally, a numerical simulation with three synchronization situations is employed to illustrate the effectiveness of the proposed strategy.     

低地球轨道航天器涂层防护技术研究进展

低地球轨道(LEO)环境极为复杂,紫外辐照、原子氧辐照、高能粒子辐照等因素并存,对航天器用有机材料提出苛刻要求。为满足长寿命安全飞行,必须对航天器特别是其上采用的有机材料进行防护。文章简述了LEO环境中各因素对航天器的影响,总结了航天器防护技术特别是涂层防护方案的研究进展,并指出了未来发展方向。     

Stewart平台动力学建模及鲁棒主动隔振控制

未来复杂航天器低频模态密集,其敏感载荷要求很高的指向精度和稳定度,只对航天器本体姿态控制很难满足要求.本文采用Stewart超静平台对敏感载荷进行6自由度主动隔振,建立了非线性动力学模型,并根据线性模型设计了多变量鲁棒控制器,采用DK迭代算法求解.频域分析可得Stewart平台对3～800Hz的扰动主动隔振大于25dB,仿真证明Stewart平台对10Hz谐波扰动隔振性能优于40dB,对白噪声随机扰动隔振性能优于30dB,有效抑制了微小扰动,起到了6自由度超静隔振平台作用.     

电推进航天器的特殊环境及其影响

文章介绍了应用离子和霍耳电推进系统在航天器周围产生的等离子体和电磁场等特殊环境,讨论了这些特殊环境对航天器各分系统或部件产生的溅射腐蚀、沉积污染、充放电、等离子体干扰、碰撞动力学扰动等影响效应,探讨了研究电推进与航天器相互作用效应的地面试验技术、空间飞行试验技术和模型分析技术,介绍了离子电推进系统与航天器相容性分析评价的技术要点。     

复杂航天器稳态控制性能估计

未来复杂航天器应该按照期望的指向精度和稳定度来设计恰当的姿态控制系统。本文在全面考虑测量噪声、对象不确定性、环境扰动、执行机构与控制器非线性的前提下 ,首先分析了控制参数对稳态控制品质的影响 ;然后在详细探讨了测量噪声传播效应的基础上 ,提出稳态控制精度和稳定度的估计方法 ;最后通过对不同的噪声、不确定性、摄动和非线性情形进行大量仿真验证 ,结果同估计分析完全吻合     

借助TADT技术对中继卫星实现高准确的非相干多普勒跟踪

用非相干多普勒跟踪系统取代相干多普勒跟踪系统是可能的,只需消除其振荡器频率漂移对测速的有害 影响即可。TADT技术能使之达到相干系统的准确度。文中介绍TADT方法的数学原理及其在TDKSS网中的应用。结 论认为,TADT方法是解决非相干多普勒跟踪系统高精度和高可靠性这一矛盾的有效方法,从而使航天器的多普勒跟踪 技术取得突破性进展。