基于自适应通信拓扑四旋翼无人机编队重构控制

针对四旋翼无人机编队重构协同控制问题,基于切换通信拓扑结构的积分滑模控制（ISMC）方法进行了研究。根据四旋翼无人机间的通信拓扑关系以及编队重构特性,建立了四旋翼无人机编队模型。针对编队重构过程中可能出现的通信可靠性问题,提出了通信拓扑切换条件,结合积分滑模控制理论对切换通信拓扑条件下的协同控制器进行设计,并结合切换系统理论对编队系统稳定性进行了证明。仿真结果表明,无人机编队系统在编队重构过程中采用切换通信拓扑结构以及滑模控制方法能保证系统的稳定性,验证了方法的有效性。     

Ka频段大口径测控天线无人机校相方法设计与验证

面向Ka频段航天测控设备天线标校工程应用需求,分析了大口径测控天线相位校准方法原理,论证设计了轻量化、模块化的组合式测控应答机无人机装载模式,提出了基于无人机的S频段天线自跟踪叠加偏置进行Ka频段天线快速校相的方法,并进行了跟踪精度分析.计算了在不同地面测控天线口径下进行相位标校的链路余量,规划了无人机飞行航路和试验步...     

Equilibrium state of axially symmetric electric solar wind sail at arbitrary sail angles

This paper studies the equilibrium state and trajectory dynamics of an axially symmetric Electric solar wind sail(E-sail) at arbitrary sail angles. The E-sail is assumed operating in a heliocentric-ecliptic orbit at approximately one astronomic unit(au) from the Sun, and experiencing various dynamic disturbances like solar wind pressure, tether tension oscillations, and centrifugal forces. The study derives analytical expressions for the E-sail's equilibrium state and its maximal coning angle under small coning angle assumption. Subsequently, an improved propulsion model is developed for the E-sail in this equilibrium state. To assess the precision of these formulations,a high-fidelity E-sail dynamic model is constructed using the nodal position finite element method,where the tethers are modeled as two-noded tensile elements and the central spacecraft and remote units are simplified as lumped masses. Through thorough parametric analyses, this paper conclusively demonstrates that the operation of the E-sail at the equilibrium state can be achieved in accordance with the derived analytical prediction of the equilibrium state. Furthermore, the improved propulsion model is employed in trajectory analyses for a mission to reach the solar system's boundary. The study provides valuable insights and findings and foundation for the practical application and further advancement of the E-sail technology.     

无人机地面控制站 应急电源逆变控制系统设计

为了给地面控制站提供安全可靠的应急电源,文章主要根据由DSP数字技术+脉宽调制SPWM驱动+IGBT+隔离滤波为一体化设计发展起来的一个新型UPS电源系统,并对逆变控制系统进行了硬件和软件设计。通过对控制系统的仿真验证,得出所需的稳定的三相交流电,说明该电源逆变控制系统可以为无人机地面控制站提供安全可靠的应急电源。     

日地L5太阳探测工程概述

南京大学联合中国气象局、上海航天技术研究院等单位共同建议的日地L5太阳探测工程——“羲和二号”,将在国际上首次发射一颗人造探测器至日地系统第5个拉格朗日点,通过精测矢量磁场、揭示三维爆发和精准预警预报,解答“活动区磁场的产生演化及其与太阳爆发的物理联系”和“太阳爆发的传播规律及其与灾害性空间天气的关系”这2个太阳物理和空间天气领域亟待解决的重大科学和应用问题。本文重点阐述“羲和二号”的科学与应用目标,简要介绍其科学载荷和初步方案。联合日地连线方向上的太阳探测,“羲和二号”的实施将开启我国太阳立体探测时代,拓展人类对太阳爆发机制的理解,为空间天气预警预报带来革命性突破。     

容器单元表面热辐射率对吸热蓄热器的影响

吸热/蓄热器是空间太阳能热动力发电系统关键部件之一,主要作用是吸收太阳入射热流和蓄热。由于吸热/蓄热器内换热管各容器单元表面温度不同,热流通过热辐射重新分布,所以容器单元的表面热辐射率将很大的影响吸热器的热性能。通过太阳能热动力发电系统吸热器腔体辐射模型,结合换热管的传热模型计算吸热器的传热过程。计算得到了两种典型的换热管表面热辐射率下吸热器的能量损失、工质吸收能量、换热管最大温度,工质出口温度等结果,进行了比较分析,说明了表面处理对于吸热器热性能的重要性。计算结果可以用于吸热器的设计。      

基于Gauss伪谱法的多UAV协同航迹规划

将伪谱法应用于多无人飞行器（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）协同航迹规划,给出了基于Gauss伪谱法（Gauss Pseudospectral Method, GPM）的多UAV协同航迹规划方法。根据UAV的物理特性,结合协同规划的要求,建立了多UAV协同规划的最优控制模型。此模型包括UAV机动性能约束、路径约束、多UAV协同打击约束和集结区约束;利用GPM将最优控制问题转化为非线性规划问题,并用非线性规划软件求解。仿真结果表明,该方法能够满足多UAV的协同规划要求,具有较高的求解精度。     

无人机自动着舰末段机器视觉导引方法研究

介绍了无人机的概念,以及目前舰载无人机的发展现状;主要讨论了在无人机自动着舰末段如何利用机器视觉导引无人机识别并跟踪舰艇,使其平稳、准确地飞入安装在舰艇尾部甲板上的拦截网中,实现撞网回收。     

基于边界的无人机主动SLAM算法

同步定位与地图构建技术是无人机实现真正自主导航的关键。为克服被动同步定位与地图构建算法的缺陷,研究了基于边界的无人机主动同步定位与地图构建算法。在无人机的探测区域周围产生候选边界点,通过建立合理的目标函数,从候选边界点中选择目标点,控制无人机朝该目标点方向运动,再运用扩展卡尔曼滤波算法更新无人机的运动状态。通过建立的无人机简化模型,对提出的算法和随机同步定位与地图构建算法进行对比研究,仿真结果表明该算法是有效可行的。     

垂直起降固定翼无人机混合动力系统参数匹配

燃料电池无人机因其效率高、排放无污染、能量密度高等优点,成为绿色航空研究的热点。燃料电池混合动力系统参数匹配对无人机经济、环保和效率有重要影响。某垂直起降固定翼无人机采用燃料电池+锂离子电池混合动力系统,根据技术指标,对该无人机动力系统各部件进行选型。首先设计燃料电池混合动力系统拓扑结构,对混合动力系统中燃料电池、锂电池、无刷直流电机、螺旋桨、单向DC/DC 变换器进行参数匹配;然后根据任务剖面创建负载功率,最后运用有限状态机能量管理控制策略,对混合动力系统进行MATLAB/Simulink 仿真分析。结果表明：所设计的燃料电池混合动力系统能很好地满足飞行负载需求和飞行过程中的工况变化,实现了零排放飞行。