基于CW方程的航天器追逃问题半直接求解方法

针对时间固定的两航天器追逃问题,提出一种以半直接配点法研究追逃双方最优控制策略的求解方法。航天器追逃问题是基于微分对策的追逃问题,该问题是含有追逐者和逃逸者控制变量的两点边值问题。若采用必要条件求解,则对迭代初值要求高,收敛困难。在两航天器均为连续小推力的假设条件下,以终端距离为支付函数,给出半直接配点法的求解过程。在此数值方法中,根据半直接转换将微分对策问题转化为最优控制问题,采用Gauss-Lobbato配点法将此最优问题最终转化为非线性规划问题,继而通过序列二次规划算法求解。这种半直接配点法避免了对微分对策问题最优策略的必要条件(两点边值问题)求解。采用该方法求解对迭代初值不敏感,且数值稳定性好。数值仿真实例验证了这种求解方法的可行性。该方法提高了求解两点边值问题的收敛性,为求解含有双方控制变量的微分对策问题提供了一种思路。     

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。     

点目标假设下的二维精度体系研究

点目标假设下,在二维圆概率偏差线性公式的基础上,给出了基于纵横向均方根误差分段的精确公式。同时应用概率论正态分布理论,对二维情况下均方根误差、圆概率偏差和概率偏差的相互关系进行了研究,通过理论推导和数值计算给出了二维精度指标相互转换的拟合公式,完善了满足工程应用的二维精度体系。研究结果可在精度指标的论证、设计和考核中使用。     

机械球磨法制备纳米TATB及其表征

采用高能机械球磨法制备出平均粒径为58.1 nm的纳米TATB。利用SEM分析表征了纳米TATB的微观形貌,并统计了纳米TATB的粒度分布。利用XRD、IR和XPS表征了纳米TATB的晶型、分子结构和表面元素等。采用DSC和DSC-IR联用系统对纳米TATB的热分解活化能和热分解产物进行了分析。结果表明,纳米TATB的表观热分解活化能(ES=341.2 k J/mol)相比原料TATB(ES=354.4 k J/mol)降低了13.2 k J/mol,说明纳米TATB的反应活性更高。纳米TATB的主要分解产物为CO_2,同时伴有一定量的N_2O和NO_2生成。热感度实验表明,纳米TATB的5 s爆发点(T5s)高于原料TATB的T5s,说明纳米TATB的热稳定性更高。     

无穷区间二阶微分方程三点边值问题的可解性

运用非线性抉择原理讨论了无穷区间上二阶微分方程三点边值问题{((1+t2)x'(t))'+f(t,x(t),x'(t))=0,t∈I=[0,+∞)x(0)-βx'(0)=αx(η),x(+∞)=0正解的存在性,其中α≥0,β≥0,0<η<+∞,f:I×I×R→I是一个L1-Carathédory函数.     

乘波飞行器广义参数概念设计

在传统布局外形设计参数的基础上，提出用广义参数对乘波飞行器概念外形进行前体／进气道-后体／喷管一体化设计。对所设计的三种外形方案，计算了设计点和非设计点的气动性能，并对影响性能的因素进行了讨论。计算结果表明，采用广义参数设计乘波飞行器概念外形是可行的。     

地月Halo与DRO支持的往返月球任务轨道

面向未来载人月球与深空探测任务需求,针对地月系统中低能往返环月轨道与平动点轨道的转移设计问题进行研究,在不同三体轨道下系统分析了环月轨道变化对任务飞行时间与燃料消耗等关键参数的影响,并提出月球往返轨道初值猜想搜索策略。为解决设计变量初值敏感性问题,结合空间不变流形与目标平动点轨道构型特性,采用微分修正算法快速构造初始转移轨迹。在同时考虑近月点与燃料最优转移多约束条件下,通过多重配点打靶法与序列二次规划算法对环月轨道与平动点轨道间往返轨迹进一步研究,并推导了约束方程的梯度公式提高计算效率。为分析往返轨道特性与验证设计策略的有效性,针对不同环月轨道倾角、三体轨道幅值等参数变化与转移时间、燃耗的关系进行分析,设计结果对探月飞行器近月空间部署往返轨道设计及参数选取具有重要的参考意义。     

赋型天线反射面的成型质量检测与评价方法

针对赋型天线反射面的测量和精度评价提出了一种有效的数据处理方法,其基本原理是利用双三次插值拟合算法,将理论离散数据和测量离散数据拟合成两个用函数展开式表示的曲面,通过两个曲面上对应点的轴向误差来评价赋型反射面的型面精度,并通过推导离散点的轴向误差和均方根误差公式,建立了赋型天线反射面最佳拟合匹配的判据。     

混合式MPPT星载电源系统拓扑设计与仿真分析

为适应低轨道卫星、深空探测器等航天器的应用需求,本文提出采用一种新型串并联混合式峰值功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)电路拓扑结构,控制算法采用增量电导法,以保证太阳电池阵工作在峰值功率点附近,充分利用太阳电池阵输出功率。文章重点介绍了新型串并联混合式MPPT电路拓扑的四种工作模式、两域控制方法和增量电导法的MPPT控制策略的实现,并搭建MPPT系统仿真平台,仿真验证结果表明,串并联MPPT拓扑结构能够快速、无扰动实现太阳电池阵峰值功率点跟踪。     

列表点曲线数控加工编程研究

提出了加工列表点曲线的两种方法，产开发了列表点曲线拟合的专用的程序、数据处理和后置输出处理的专用程序模块，对数控机床上加工列表点曲一以及使用委切法旬表点曲面提供了一种精确快捷的手段。     

用间接加载法将分布力化为集中力

1 引言梁上作用有分布载荷时 ,弯矩为长度的高次函数。只作用有集中力时 ,弯矩为长度的一次函数。采用间接加载法 ,可以将作用于梁上的分布力化为集中力 ,使计算量有所减轻。2 间接加载法图　 1若载荷不是直接加在大梁 ,而是加在搁在大梁之上的小梁上 ,则大梁的弯矩就不是由载荷直接产生 ,应该改按载荷使小梁所产生的支承反力来计算。如图 1所示情况 ,Ｗ作用于小梁 ,使小梁产的两个支反力为　Ｗ1=Ｗ· ａ2ａ1+ａ2　Ｗ2 =Ｗ· ａ1ａ1+ａ2再取大梁为分离体 ,作用于其上的即Ｗ1和Ｗ2的反作用力 ,大梁的两个支反力为Ｒ1=Ｗ1(ｂ+ａ1)ｌ + Ｗ2 (…     

HMX/RDX粒度对硝胺推进剂高低压燃烧特性的影响

采用水下声发射法测试推进剂药条不同压强下的燃速,按维也里公式r=bpn计算某压强段的压强指数n,研究了含不同粒度HMX、RDX的硝胺推进剂高低压燃烧性能。结果表明,在低压段(3~9 MPa),无论粒度大小,相对无硝胺推进剂配方,n值均降低;在高压段(15~20 MPa),推进剂n值与硝胺粒度呈指数关系,粒度越小,n值越低;含硝胺的推进剂存在一个压强点,其与硝胺粒度有关,低于该压强点时推进剂燃速是细粒度硝胺高于粗粒度硝胺的,高于该压强点则反之;对20 MPa下,推进剂燃速与硝胺粒度呈非线性二项式关系,粒度越大,燃速越大。     

配点法和网格细化技术用于非光滑轨迹优化

针对非光滑轨迹优化问题,采用局部配点法开发出通用的轨迹优化方法（考虑NLP的规范化处理、稀疏特性和数值微分算法等）,从细化效率、易用性和适应性等角度对基于数据压缩原理的网格细化技术进行改进,发展出通用的非光滑轨迹优化方法。采用典型的非光滑轨迹优化算例对方法进行了验证,结果表明：(1) 所述方法能够以较少的离散节点高精度、快速求解非光滑轨迹优化问题,在轨迹变化平坦区域采用较稀的网格,在轨迹变化剧烈区域加密网格;(2) 采用控制变量作为网格细化函数能够捕捉到状态变量的剧烈变化特性;(3) 采用局部配点法优化轨迹时,在非光滑区域应该加密网格而不宜分段优化。     

圆锥扫描线性调频连续波雷达角度信息提取法

圆锥扫描线性调频连续波是一种简单易行的高分辨雷达体制。分析了圆锥扫描与线性调频连续波的兼容性,讨论了两者之间的相互影响,提出了基于散射点高分辨距离像的频域测角方法,并详细推导了具体的公式。仿真结果表明,该方法在通常的末制导雷达回波信噪比条件下具有较高的精度和可实现性。     

离子束辅助沉积（Al,Ti）N硬质涂层工艺优化

金属原子比Ti/(Ti+Al) R1=0～1.0和金属离子原子比(Ti+Al)/N R2=0.5～1.5范围内, 当氮离子束流密度为0.10mA/mm2,氮离子能量为2.0keV时,采用离子束辅助沉积(IBAD)(Al,Ti)N 硬质涂层。工艺优化表明, R1=0.25, R2=1.0时,可得到最佳涂层硬度和表面光洁度。由涂层表面及断面电子扫描镜(SEM)分析,三元素涂层 (Al,Ti)N 组织致密且晶粒细小。由电子探针微分析(EPMA), 涂层内部氮元素处于过饱和状态。由X射线衍射(XRD)分析, 最佳处存在AlN(101) 和 TiN(200)结构。     

推进剂利用系统液位采集故障的分析与改进设计

研究了基于三冗余控制方案的推进剂利用系统液位信号采样的原理,深入分析了系统试验中液位信号采集故障的问题,进一步采用了一种基于周期延时的行末点换行策略,彻底解决了三冗余状态下由不同步带来的液位信号采集故障问题。     

探测器定点在日-地＋月系三角平动点附近的轨道控制

日-地+月系统的三角平动点相对两个中心天体不变的几何构型使得它们可以作为某些特殊探测器的放置场所.尽管在圆型限制性三体问题下三角平动点附近的运动是稳定的.在探测器的实际运行过程中,由于其它天体的摄动,轨道控制仍是需要的.根据三角平动点的动力学特征对探测器定点在日-地+月系统的三角平动点附近的轨道保持问题作了相应的研究.     

惯性制导中的精确引力模型

本文讨论利用地面重力异常资料推算地球外部空间任意点扰动引力的方法。本文导出扰动引力的一种新的计算方法——残差法,此法的计算速度比常用的Stokes积分法快四倍,而且精度较高。此外,特别对低空计算点近旁导出了计算扰动引力的解析公式,这些公式在低空的计算误差很小。     

平口径面天线的近场计算

本文导出了有别于布朗(Brown)公式的另一组平面波谱(PWS)公式。它适用于口径面切向电场为任意极化的普遍情况。在远区辐射场中,本文所导波谱公式与柯特莱(Kotller)的口径积分公式是一致的。 利用最速下降法将所导波谱公式化简后与采用几何绕射理论(GTD)所得结果十分类似,它是仅包含简单函数和夫累涅尔积分的代数式。对D=10λ,100λ的均匀分布圆口径和抛物分布圆口径的近场,文中给出了一些数值计算结果。     

噪声分析计算方法探讨

基于 FFT对噪声特性的分析 ,文中提出四种近似计算方法 :频率点平行移动替代法 ,线性插值法。黄金分割法和三次样条拟合插值法。文中 ,通过实际算例 ,比较了各种方法的处理效果。结果表明 ,频率点平行移动替代法的实用性值得榷 ;而线性插值法和黄金分割法是比较实用的方法 ;当条件满足时 ,三次样条插值拟合法是值得提倡的