Nonlinear Adaptive Slewing Motion Control of Spacecraft Truss Driven by Synchronous V-gimbaled CMG Precession

The slewing motion control of a truss arm driven by a V-gimbaled control-moment-gyro (CMG) is a nonlinear control problem. The V-gimbaled CMG consists of a pair of gyros that must precess synchronously. The moment of inertia of the system, the angular momentum of the gyros and the external disturbances are not exactly known. With the help of feedback linearization and recursive Lyapunov design method, an adaptive nonlinear controller is designed to deal with the unknown items. Performance of the proposed controller is verified by simulation.     

X型飞参系统地面测试设备硬件设计

X型飞参记录系统主要由采集器、记录器、数字信号转换器、飞行参数记录器、检查卸载盒和辅助信息装置等组成。依据X型飞参系统的组成及特征,提出了地面测试要求,根据需求,X型飞参系统地面测试设备硬件主要由测试设备接口适配器、测试激励和被测对象信息采集部件、运算控制部件和显示器组成。实现了系统级、组件级和部件级测试,测试功能主要包括:消耗功率检查、并行数据转换测试、记录器记录及卸载功能测试、校时及设置等功能检测。     

卫星编队队形保持非线性燃料次优控制

针对卫星编队飞行队形保持推导了一种利用相对轨道根数为反馈量的非线性燃料次优控制算法。该控制算法基于高斯型摄动方程采用Lyapunov控制,控制增益是时变的以便控制某轨道根数时对其余的轨道根数影响最小。这种控制算法接近于燃料最优,且可以调整增益系数来适应推力大小的不同情况。仿真结果表明,该控制方法是有效的,且相比其他的控制算法能够节省更多的燃料。     

采用 DGCMG 的空间站扰动辨识动量管理

研究长期在轨空间站的动量管理问题。针对动量管理过程中力矩平衡姿态的求解与稳定性进行分析,应用李亚普诺夫方法,给出一种考虑常值姿态干扰的动量管理控制方法,使用双框架控制力矩陀螺作为姿态控制执行机构,进行动量管理控制仿真。仿真结果表明该方法控制准确、收敛快速,可以作为空间站姿态控制的工程参考。     

铜团簇 (Cu)(n =2~7)的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G(d)和6-31++G(d)基组水平上对铜团簇(Cu)n(n=2~7)进行了研究,计算得到了铜团簇的各种稳定构型、总能量、团簇束缚能,以及n=4时铜团簇的红外振动光谱。通过能量最小化原理,确定了各尺寸铜团簇的最稳定构型,并利用二阶差分和分裂能理论,讨论了6种最稳定结构的生长规律,结果表明,n=4时的团簇结构最为稳定,具有明显的幻数特征,n=5时的团簇结构出现区域不稳定的特性。     

民用飞机电传飞控系统功能危害性评估方法研究

民机系统级功能危害性评估（Functional Hazard Assessment, 简称FHA）是指对系统功能进行系统性的综合分析过程,即依据系统功能失效状态对飞机安全性影响严重程度进行评估,从而实现对功能的等级进行识别和分类的过程,是系统顶层关键的设计过程。在分析大量相关资料和实际型号经验的基础上,得出适用于民机电传飞控系统的功能定义、功能失效状态分析和确定功能失效影响等级并对其进行确认的思路和方法,以及保证民机电传飞控系统级FHA正确性和完整性的具体可行的措施等,该方法已应用到某民机电传飞控系统级FHA的评估工作中,取得了良好的效果。     

采用PQLF的不确定模糊系统最优保性能控制

对一类模有界的参数不确定T-S模糊系统的保性能控制问题进行了分析研究。一个二次指标函数表征了闭环系统的性能。采用分段二次Lyapunov函数(Piecewise quadratic Lyapunov function,PQLF)方法,在使闭环系统渐近稳定的前提下以线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)的形式给出了一种鲁棒最优保性能控制律。同时提出了一种新型分段并行补偿(Parallel distributed compensation,PDC)控制策略。该PDC控制器同样反映了模糊系统前提变量的规则结构信息。数值仿真显示,采用该设计方法所得到的闭环保性能值优于传统二次Lyapunov函数(Common quadratic Lyapunov function,CQLF)方法下的闭环保性能值,且系统动态性能良好,鲁棒性强。     

功能分析与失效物理结合的可靠性预计方法

 可靠性预计是产品设计、研发过程中的重要工作,全面准确的可靠性预计可以评价产品的可靠性水平,也可以为设计提供信息,指导设计。全面分析总结当前电子设备可靠性预计相关技术方法,以当前基于失效物理(POF)技术的系统可靠性预计方法中,并未考虑产品功能组成关系的缺陷为突破点,建立了一种以失效物理分析为基础,综合考虑电路功能组成关系的电子设备可靠性预计方法。该方法从电路功能出发,通过灵敏度仿真和主成分分析两种方法,确定对电路性能起主要影响的关键单元,再通过失效物理分析或统计规律明确单元的失效概率分布,通过混合分布获得系统的分布,得到系统可靠性指标。最后以某航空机电产品的电源电路为案例,对本预计方法进行验证。     

卫星高功能密度综合电子系统设计

微小卫星综合电子系统承载了卫星大部分功能，是卫星任务处理和控制的中心，未来新的智能化应用、星群应用、通信服务等需求也将由卫星执行，对综合电子系统提出了新的要求。分析了国外典型小卫星综合电子系统，具有功能综合度高、多数功能集中在一台计算机中、卫星功能软件化的特点。设计了基于软件定义的综合电子系统一体化结构，硬件采用高度集成的模块化设计，软件采用分层和组件化设计，将系统功能进行分层，通过软件定义组件的方式实现各层功能和业务。高功能密度综合电子系统由一个通用化的高性能硬件平台和各种可加载的APP软件组成，除传统功能外，还可扩展自主任务管理、星间组网和载荷管理等功能，不仅使卫星的集成度和功能密度大幅提升，还能实现卫星功能重构，达到一星多用、一星多能的目的，有利于紧急时期卫星系统快速构建与应用，对于未来星座组网应用也具有一定意义。     

Target-enclosing affine formation control of two-layer networked spacecraft with collision avoidance

This paper addresses a target-enclosing problem for multiple spacecraft systems by proposing a two-layer affine formation control strategy. Compared with the existing methods, the adopted two-layer network structure in this paper is generally directed, which is suitable for practical space missions. Firstly, distributed finite-time sliding-mode estimators and formation controllers in both layers are designed separately to improve the flexibility of the formation control system. By introducing the properties of affine transformation into formation control protocol design, the controllers can be used to track different time-varying target formation patterns. Besides, multi-layer time-varying encirclements can be achieved with particular shapes to surround the moving target. In the sequel, by integrating adaptive neural networks and specialized artificial potential functions into backstepping controllers, the problems of uncertain Euler-Lagrange models, collision avoidance as well as formation reconfiguration are solved simultaneously. The stability of the proposed controllers is verified by the Lyapunov direct method. Finally, two simulation examples of triangle formation and more complex hexagon formation are presented to illustrate the feasibility of the theoretical results.