The dynamics and control of the CubeSail mission: A solar sailing demonstration

The CubeSail mission is a low-cost demonstration of the UltraSail solar sailing concept (, ,  and ), using two near-identical CubeSat satellites to deploy a 260 m-long, 20 m² reflecting film. The two satellites are launched as a unit, detumbled, and separated, with the film unwinding symmetrically from motorized reels. The conformity to the CubeSat specification allows for reduction in launch costs as a secondary payload and utilization of the University of Illinois-developed spacecraft bus. The CubeSail demonstration is the first in a series of increasingly-complex missions aimed at validating several spacecraft subsystems, including attitude determination and control, the separation release unit, reel-based film deployment, as well as the dynamical behavior of the sail and on-orbit solar propulsion. The presented work describes dynamical behavior and control methods used during three main phases of the mission. The three phases include initial detumbling and stabilization using magnetic torque actuators, gravity-gradient-based deployment of the film, and steady-state film deformations in low Earth orbit in the presence of external forces of solar radiation pressure, aerodynamic drag, and gravity-gradient.     

广义经典力学系统动力学方程积分的Jacobi最终乘子法

研究动力学系统的积分问题,将Jacobi最终乘子法应用于积分广义经典力学系统的动力学方程。建立了广义经典力学系统的运动微分方程;定义了广义经典力学系统的Jacobi最终乘子;研究了系统的第一积分与Jacobi最终乘子的关系。研究表明:对于位形由n个广义坐标确定且拉格朗日函数含有广义坐标对时间的ω阶导数的广义经典力学系统,如果已知系统的(2ωn-1)个第一积分,则可利用Jacobi最终乘子给出系统的解。文末举例说明结果的应用。     

时变磨损间隙对机构可靠性的动态影响

为克服磨损速率恒定和磨损影响因素随机性假设带来的不足,并准确预测机构磨损可靠性的动态变化过程,利用等效弹簧阻尼接触碰撞力模型和磨损过程离散化方法,建立了关节间隙的时变磨损方程;引入PHI2方法、定义上穿率,将时变磨损方程转变成时变可靠性方程,从而提出了含时变间隙多体系统动力学和PHI2方法相结合的磨损可靠性分析方法。以某星载天线双轴定位机构为例,研究了产品可靠性及参数概率灵敏度的动态变化规律,分析了磨损各参数对产品可靠性的影响。结果表明,在稳定磨损阶段结束以前,接触碰撞力是主导因素,其对可靠性的敏感度是其他因素的10倍以上,此后,间隙将超过接触碰撞力,成为新的主导因素;且间隙存在临界情况,在此之前,间隙的适当增大有利于产品可靠性的提高。相比于现有研究强调磨损随机性、忽略磨损过程的非线性变化和间隙时变对可靠性的影响,所提方法能准确预示磨损及可靠性的动态变化过程。     

卫星定位系统与飞行力学

概述了卫星定位系统的发展和应用，重点论述了它与飞行力学的关系，在ＧＰＳ卫星星座布置，地面站测控和用户应用中，飞行力学及其相关学科作为应用基础起到了重要的作用，成为卫星定位这门新兴交叉学科的一部分，最后提出了作为ＧＰＳ高级应用专题的飞行力学若干研究课题。     

Recent ozone investigations over Bulgaria by remote sensing: Ground-based and satellite data

This presentation deals with the recent investigations of the dynamics of the total ozone content (TOC) and of the lower troposphere ozone over Bulgaria, South-Eastern Europe.     

跨音速运输机机身后体对航向静稳定性影响研究

采用课题组开发的CFD数值计算软件分别研究了跨音速上单翼布局运输飞机机身后体对航向静稳定导数的影响。研究过程中选择了两种后体构型型面：圆型面和立椭圆型面．分别对其气动力特性进行了计算分析。结果表明：圆型面后体的机身提供的航向静不稳定导数比立椭圆型面后体的机身提供的航向静不稳定导数大17．5％。     

Hysteresis Provides Self-Organization in a Plasma Model

The magnetosphere is a multi-scale spatio-temporal complex dynamical system. Self-organization is a possible solution to the seemingly contradicting observation of the repeatable and coherent substorm phenomena with underlying complex behavior in the plasma sheet. Self-organization, through spatio-temporal chaos, emerges naturally in a plasma physics model with sporadic dissipation.     

基于耦合振荡器阵列的天线接收技术

论文根据耦合振荡器阵列提供一组均匀相位分布本振信号的接收原理,推导了一维线性和二维矩形耦合本振阵列产生均匀相位分布的控制方法,并对耦合本振阵列的稳定性进行了分析,为耦合振荡器阵列在天线接收技术中的应用提供理论参考。     

航天器双主动交会策略研究

从理论上分析了共面近地圆轨道上的航天器的远程双主动交会的问题.根据轨道动力学基本原理,导出各种情况下特征速度的解析解,为航天器变轨时的燃料消耗分析提供了依据.进一步探讨了航天器轨道转移过程中的时间策略,以保证在不同轨道上运行的航天器在同一时刻、同一空间位置交会.上述理论分析的仿真计算结果表明,双主动交会总特征速度和过程耗时都低于主被动交会情形,单星的燃料消耗大大降低,对大范围快速变轨,优势更加明显.     

月球车牵引力优化控制

月球车的运动控制是月球车完成探测任务的前提．为了解决月球车在月球表面上的运动控制问题,针对月壤环境以及月球车驱动系统冗余的特点,研究月球车闭环协调牵引控制问题．对非结构化环境且轮地之间存在滑移的6轮摇臂悬架月球车进行运动学建模与分析,建立相应的动力学方程以及准静态平衡方程,并使用零空间优化的思想对月球车的力分配进行优化配置,最后给出仿真结果,验证了算法的有效性．