小型旋翼无人机潜射控制器设计

小型旋翼无人机在潜射过程中的弹射和姿态控制直接影响着潜射工程任务的成败。针对小型旋翼无人机在潜射过程中姿态难以快速调整、发射初始姿态易受海浪干扰等问题,提出一种无人机潜射系统的控制方案。采用带有矢量控制的助推火箭来调整无人机在发射段的姿态,并通过海浪预测模型优化无人机发射时间窗口;针对小型旋翼无人机在弹出后旋翼展开时的姿态不稳定问题,采用基于L1自适应控制方法的姿态控制律进行无人机的增稳设计。仿真结果表明:助推火箭的矢量控制发动机能够在2s内快速调整无人机的俯仰姿态,设计的L1自适应姿态控制律能够在无人机旋翼展开的2s内实现俯仰姿态的稳定控制,并且对潜射场景中气动参数的不确定变化具有一定的鲁棒性。      

日本拟开发发射小型卫星的J1火箭

为了满足今后发射小型卫星日益增长的需要和更有效地发射小型卫星,日本科学技术厅和宇宙开发事业团决定:开发J1火箭,并定于1995年发射,将该火箭的开发费4.8亿美元列入科学技术厅的1992年度预算。J1火箭由日本文部省宇宙科学研究所开发的M3S2固体火箭和日本宇宙开发事业团的H2火箭的助推火箭组成。 J1火箭是全长约33米(第一级长约7米,第二级长约19米,其余长     

联盟2-1b火箭发射格罗纳斯卫星

10月3日，俄罗斯联盟2-1b型火箭在普列谢茨克发射场发射了一颗格罗纳斯-M型导航卫星，代号“宇宙”2474。这是联盟U型火箭8月24日发射进步号货运飞船失败后联盟号系列火箭的首次发射。俄联邦航天局称，此次发射将使格罗纳斯系统自1996年以来首次恢复全面运行能力。新发射的这颗卫星是该系统的第24颗工作卫星，将使系统能实现全球覆盖。联盟2-1b型火箭是联盟号火箭的升级型号，采用了与联盟U型火箭不同的新上面级。俄计划在年内再发射4颗格罗纳斯卫星，其中3颗将在11月份由一枚质子号火箭发射，另一颗将由联盟号火箭发射。     

呼啸号运载火箭掠影

20 0 0年 5月 16日 ,呼啸号 (Rockot)运载火箭在普列谢茨克发射场成功地进行了第 1次商业验证飞行。在飞行过程中 ,其两级火箭按预定时间完成了发动机点火与级分离操作。起飞约 10 min后 ,该火箭的“微风”上面级将 2颗模拟卫星 (SIMSAT- 1、2 )送入了距离地面约 5 47km高、倾角为86 .4°的圆轨道。此次飞行的目的一方面是为了验证呼啸号运载火箭助推级与微风 - KM上面级组装后火箭的性能 ,另一方面是为了验收普列谢茨克发射场内的火箭发射设备。据Eurockot公司的首席执行官称 ,为改建这套发射设备共投资了 0 .35亿美元。此前 ,呼啸号运…     

折叠翼无人机冷气发射装置动态特性分析及优化

针对冷气投放装置工作过程中存在的机械系统和气压系统耦合非线性动力学问题,提出了一种满足折叠翼无人机(UAV)结构形式和空中发射技术要求的冷气发射动态特性分析方法及优化设计方法。以某型折叠翼无人机为研究对象,基于联合仿真建立了无人机气动发射系统动力学模型,搭建了冷气发射系统试验样机,并完成压缩气体空中发射试验,验证了仿真模型的准确性。在此基础上,分析了无人机与冷气发射装置主要系统参数对无人机发射动态性能的影响,针对该系统进行了参数优化设计。结果表明：储气瓶体积和充气压力是影响无人机冷气发射动态特性的关键参数,随着储气瓶体积和充气压力增大,最大发射速度和加速度明显增大,储气瓶体积从15 L增加至30 L,最大发射速度增加了52.7%,最大发射加速度增长了60.9%呈正相关影响;充气压力从0.4 MPa增加至0.7 MPa,最大发射速度增长了50.5%,最大发射加速度增长了69.9%;发射角度对无人机发射性能影响较小,可忽略不计。     

长征二号捆绑运载火箭发射成功

<正> 1990年7月16日北京夏令时9时40分,我国新研制的大推力运载火箭——长征二号捆绑式运载火箭在西昌卫星发射中心拔地而起,助推火箭和一、二级火箭正常飞行,将模拟卫星送入了预定轨道. 这枚火箭是由我国新建的大型航天发射设施发射升空的,同时还为巴基斯坦搭载发射了     

阿里安火箭一箭双星发射装置

阿里安火箭可以同时把两颗独立的卫星送入轨道。这些卫星的重量和体积与雷神·德尔他火箭或航天飞机加有效载荷辅助舱(PAM-D)发射的卫星重量和体积相等。阿里安火箭进行一箭双星发射的装置叫西尔达(Sylda),其总体设计是根据卫星的要求、应力、发射准备过程、入轨时的分离程序而确定的。材料选择、结构尺寸的设计是     

日本开始研制JI型火箭

日本宇宙开发事业团于1993年春开始正式研制JI型发射火箭。这种纯国产化JI型火箭,预定1995年夏发射。 JI的研制费为113亿日元,其中纯属火箭本体的研制费仅为35亿日元。制造费为40亿日元/枚。另外,该火箭比HⅡ火箭的制造期缩短一半,只需两年。其在发射场的准备时间也比HⅡ短许多。JI火箭进入实用阶段后,小型卫星的发射时期将不再受火箭的牵制。     

面向空中威胁的无人机动态碰撞区建模与分析

针对现有方法一般是基于时间或距离的定值来确定碰撞区域的问题,提出了一种基于入侵机和无人机(UAV)运动信息的无人机动态碰撞区建模方法.首先,根据无人机与入侵机的运动状态、两机之间的最小安全距离等信息,通过几何方法得出无人机不采取任何规避机动时两机将发生碰撞区域的解析表达式,即无机动碰撞区数学模型;其次,考虑无人机的机动能力约束,计算了无人机采取最大过载转弯机动(左转或右转)时两机恰好避免碰撞发生的边界,即最大机动碰撞区数学模型;在此基础上,提出了不可规避区的概念;进而定义了安全飞行包络,它是无人机能够规避入侵机威胁的分界线;最后通过理论和仿真结合分析了影响各区域的主要因素.仿真与分析结果表明所建碰撞区不仅可以帮助无人机选择规避机动方式,而且能够帮助无人机判定常规避撞机动是否失败,并使无人机及时采取最大过载转弯机动,对无人机安全避撞决策具有实际参考价值.      

第一款可重复利用的火箭

在已有的航天器发射过程中,火箭是很大的一笔一次性开销,因为火箭升空的过程就是自我牺牲的过程。一次航天发射任务之后,火箭只剩下几乎没有多少再利用价值的残骸。美国一家民用太空公司决定改变火箭的命运,它们开发出世界上第一款可以重复利用的火箭。目前,这款火箭已经成功完成两次短距离试飞。     

借助月球引力发射地球静止卫星研究

提出了借助月球引力从高纬度地区发射地球静止卫星的方法.利用圆锥曲线拼接法对地球静止卫星的发射问题作初步分析,然后采用精确数学模型进行精确分析.研究表明,当发射场纬度大于28时,采用借助月球引力的发射方法可以节省能量.发射场的纬度越高,节省得越多.     

一种快速推理技术在发射决策系统中的应用

发射决策系统是在测试发射段对运载火箭进行故障诊断的专家系统,发射决策系统的推理技术需要适应运载火箭测试项目繁多,测试数据量庞大、更新快速,可供诊断的时间有限等特点.快速推理技术分为事实匹配和规则匹配2个环节,借鉴Rete匹配算法的设计思想,提出了事实匹配网络结构,提出规则和黑板的向量表示方法,定义向量与运算实现规则匹配,构建规则匹配网络完成规则匹配.在某型号运载火箭发射决策系统中的应用结果表明,快速推理法推理速度快,推理结果准确,程序实现占用系统资源少,满足实时性要求.      

多无人机协同搜索区域分割与覆盖

多无人机覆盖搜索是无人机的一项主要任务,将搜索区域进行分割后,每个子区域内成为单机覆盖搜索问题,大大降低了任务难度.对无人机的平行搜索策略进行了详细的分析,针对平行搜索策略给出了搜索起始点、转弯关键点、搜索终点的判断依据,使得区域覆盖率达到100%.分析了最小转弯半径对搜索路径的影响.根据无人机初始位置和搜索面积对任意凸多边形搜索区域进行分割.针对无人机搜索的特点,以转弯次数作为主要依据对分割结果进行评估.对不同情况下无人机从初始位置到搜索起始点的路径进行了研究.最后通过仿真验证了方法的实用性.      

捆绑火箭气动载荷分布不确定性分析

针对带捆绑火箭气动载荷分布受飞行状态及本身外形参数变化影响存在波动的现象,提出了依据多项式混沌理论对捆绑火箭气动载荷分布特征进行全局灵敏度分析及不确定性量化的方法,并以两助推构型火箭为例对所提方法进行验证。首先,提出了捆绑火箭气动载荷分布不确定性分析的方法,并给出仿真分析流程。其次,以两助推构型火箭为例对所提方法进行验证,建立火箭气动外形参数化模型,验证气动特性分析结果。最后,对该模型开展影响因素灵敏度分析及载荷分布不确定性分析,得到了不同因素的影响程度,以及气动轴力和法向力的不确定性分布形式,分析了流场流动情况及气动载荷波动的主要原因。分析结果为捆绑火箭气动载荷波动控制提供了一定参考,通过定量描述气动载荷分布不确定性,可以有效降低安全系数冗余,为开展精确结构设计提供依据。      

无人机位姿测量的点特征视觉方法

针对无人机在动态环境下快速高精度定位的问题，提出了用单目相机对无人机上的人工特征点进行位姿解算的方法。在无人机上放置一定数量的小型LED灯，并将其作为视觉测量的特征点，并以其中一个点作为原点建立无人机机体坐标系。通过多场景测量确定特征点在机体坐标系下的三维位置，再将三维位置与特征点在图像中的成像位置相匹配，最后使用EpnP算法求解出无人机的位置和姿态。在实验部分，利用三轴移动平台和三维转台，分别对位置解算结果和姿态解算结果进行误差测量。试验结果表明，位置解算误差在2%以下，姿态误差在8%左右。同时，该算法的处理时间在2 ms左右，该算法可以满足无人机对定位的实时性和精度的要求。     

运载火箭贮箱排气管路中波纹管力学环境地面模拟验证分析

运载火箭贮箱排气管的主要功能是为了满足增压输送系统在测试阶段的贮箱放气和在发射准备阶段的贮箱排气需求。排气管被破坏可能导致贮箱内的推进剂在封闭环境内聚集,在严重情况下会导致火箭爆炸。利用某运载型号在加注后出现了排气管波纹管破裂的故障现象,通过构建受力模型、进行仿真分析,验证了多因素变形对排气管破裂所产生的影响。仿真分析结果显示,在极限变形情况下,波纹管组件经受交变载荷,产生疲劳,发生破裂。最后,经过1：1地面模拟试验,验证了仿真分析的有效性,同时也为排气管在火箭飞行过程中受力的后续分析提供了技术支撑。     

四旋翼无人机执行器可重构性量化评价方法研究

随着对系统安全性和可靠性要求的不断提高,故障系统的自主恢复能力即系统的可重构性受到高度关注,然而现有对于控制系统可重构性量化评价的方法主要针对线性系统,因此以具有强耦合、欠驱动、强非线性的四旋翼无人机（quadrotor UAV）为被控对象,提出了一种基于双滑模面鲁棒观测器与马氏距离结合的非线性系统可重构性量化评价方法。首先,在四旋翼无人机非线性模型的基础上,设计了具有对扰动和故障均不敏感的双滑模面鲁棒观测器,用于实现对系统状态的准确估计;其次,在执行器饱和及系统状态误差指标双约束条件下,采用基于马氏距离的相似度法,对非线性系统可重构性进行量化评价;最后,通过四旋翼无人机仿真实验验证了所提方法的有效性。结果表明,所提方法能够真实反映不同故障程度下系统的可重构性量化水平,为非线性故障系统控制策略调整补偿提供了重要依据。      

基于受限参变率的飞翼无人机舵面阵风减缓控制

飞翼无人机具有俯仰惯量低、纵向稳定性弱等问题,使其阵风响应对飞行参数的变化较为敏感,并且飞翼无人机的舵面较多,不同的控制策略下阵风减缓的效果不同。因此,对这类飞行器进行考虑参数变化率阵风减缓线性变参数（LPV）控制律设计,并对不同舵面组合方式的控制性能展开对比研究。结合参数依赖的Lyapunov函数方法和变参斜投影降阶算法,构建了同时考虑参数变化率限制和模型降阶条件的LPV阵风减缓控制器。基于该方法对Mini-MUTT飞翼无人机模型设计LPV阵风减缓控制器;探究了不同舵面控制策略对减缓效果的影响。结果表明:采用变参斜投影降阶算法得到的降阶模型可有效表征全阶模型的动力学特性;设计的LPV阵风减缓控制器能够保证阵风在较宽速度范围内有效减缓;在单一舵面阵风减缓中,置于外侧的舵面控制效果优于内侧舵面;而在双舵面阵风减缓中,双舵面的控制效果优于单一舵面,但控制所需输入能量也会增加。在工程应用中需要针对具体问题,综合考虑控制效果和能量消耗以确定合适的控制策略。