空间飞行器智能自主控制技术现状与发展思考

提升空间飞行器的自主水平一直是航天领域的发展重点,新一代人工智能技术的巨大进步为其提供了新的机遇.本文对国内外空间飞行器智能自主控制技术的发展现状进行分析和总结,结合未来空间任务的发展需求,阐述空间飞行器智能自主控制的新特征,提出新的感知 决策 操控星上闭环结构,从智能自主角度剖析感知、决策、操控和健康管理的能力要素,并根据系统对地面的依赖程度和处理复杂任务的智能水平,提出空间智能自主控制的分级方法.针对发展空间智能自主控制技术所面临的挑战,从感知与认知、决策与规划、学习与操控、健康管理和系统体系架构五个方面给出发展建议.     

基于高阶LADRC的V/STOL飞机悬停/平移 模式鲁棒协调解耦控制

针对垂直/短距起降（V/STOL）飞机在悬停/平移模式下存在的动力学耦合、推力矢量控制冗余以及易受扰动风影响的问题,提出了一种基于高阶线性自抗扰控制（LADRC）的鲁棒协调解耦控制方法。首先根据V/STOL飞机的概念方案,建立了推力矢量模型和扰动风影响下的非线性悬停/平移运动模型。然后在此基础上,给出了该模式下位置和姿态的协调控制策略,据此通过控制量变换设计了六通道的自抗扰解耦控制律,其中利用LADRC对总扰动的实时估计补偿能力避免了多推力矢量的冗余控制。仿真比较结果验证了LADRC对悬停/平移模式控制的有效性以及对飞机内部参数摄动和外界突风干扰的鲁棒性。      

具有未知载荷参数的漂浮基空间机械臂姿态、关节协调运动的模糊自适应补偿控制

讨论了载体姿态受控、位置不受控制情况下, 漂浮基空间机械臂载体姿态及机械臂 关节协调运动的控制问题. 利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系, 建立了漂浮基空间机械臂完全能控形式的系统动力学方程. 以此为基础, 针对空间机械臂末 端爪手所持载荷参数未知的情况, 设计了一种基于标称计算力矩控制器附加模糊自适应补偿控制器的复合控制方案, 即通过模糊自适应补偿控制器来弥补系统未知参数对标称计算力矩控制器的影响, 以确保存在未知系统参数情况下整个闭环控制系 统的渐近稳定性. 文中提到的控制方案能够有效地控制漂浮基空间机械臂的载体姿态及机械臂关节, 可以协调地完成期望的轨迹运动, 并具有不需要反馈和测量空间机械臂载体 的位置、移动速度、移动加速度, 同时也不要求系统动力学方程关于系统惯性参数呈线性函数关系的显著优点. 通过系统数值仿真证实了方法的有效性.      

面向服务的空战仿真协调逻辑集成

系统的敏捷性是仿真建模的重要目标,它反映了系统适应需求变化的能力.然而当前普遍采用集中式的单层架构建模空战仿真系统中各组件模型之间大量的协调逻辑,这导致系统结构呈现刚性化特征,难于灵活适应不断变化的仿真需求.提出并实现了一种面向服务的空战仿真协调逻辑集成方案.系统中的协调逻辑被有机抽取并封装为一系列协调代理,将协调过程中被动的组件模型扩展为自协调的服务,服务是一种高度可重用的资源并且被机器可处理的描述契约文档完全定义;根据特定的仿真需求在运行时动态组合相关服务即可完成空战仿真系统中协调逻辑的绑定,从而提升了系统的敏捷性.     

基于隶属函数的装配协调顺序优化方法

面向装配现场,充分利用专家的经验和知识,解决集成装配工装和产品的装配协调顺序优化问题,提出一种基于隶属函数的装配协调顺序优化方法。该方法设置7级评价标准,在两两装配协调顺序对比的情况下采用优先关系排序法通过专家给对象打分;计算总分并求出优先选择比,形成模糊优先关系矩阵;最后,采用平均算法求得每条装配协调顺序的隶属度,形成隶属函数,隶属度最大的即为最优的装配协调顺序。并以某型飞机机翼为例进行了验证。     

刚柔空间机器人基于神经网络的协调运动控制及柔性振动抑制

探讨了本体姿态受控的刚柔耦合空间机器人关节运动控制及柔性振动抑制问题.基于拉格朗日方法及奇异摄动理论, 导出了系统的奇异摄动模型. 为确保系统在未知惯性参数影响下本体姿态、关节协调运动的精确跟踪控制, 针对慢变子系统, 提出了一种基于RBF神经网络的补偿控制策略; 同时针对快变子系统,采用惯常的线性二次型最优控制器以实现系统柔性振动的主动抑制. 仿真结果表明, 所提控制方案可有效补偿未知系统惯性参数的影响, 使系统能够准确跟踪所期望的运动轨迹, 并较好地抑制系统的柔性振动.      

论航天型号项目的协作及项目群的管理

文章主要针对我国航天型号项目管理中存在的问题进行分析和研究。例如在大型环境试验和总装过程中,单一项目的管理已经日臻完善;但面对更加繁重的任务和巨大的发展机遇,单一项目的管理所暴露出的问题也越发明显。文章拟用项目群的管理思路来完善和丰富项目管理体系,从而促进环境试验和总装的项目管理水平。     

月球机器人操作动力学分析及工作补偿研究

在对月球机器人操作动力学进行建模和分析的基础上,论证了月球机器人 在复杂的月面环境进行各种样本采集工作时,车体会因为月球的微重力环境及松软的月壤而 出现滑移现象。提出了以速度作为补偿判断标准的方法。通过仿真分析,论证了月球机 器人工作补偿的必要性;同时,基于月面多变而未知的复杂环境,验证了不同参数对仿真结 果的影响,进一步确认了对月球机器人进行工作补偿的必要性。
     

静止卫星网络协调弧的概念、背景及最新进展

1　协调弧的概念及其产生背景□□诸多事例表明 ,在静止轨道上已出现了因卫星网络“拥挤”而造成的严重频率干扰问题。在此情形下 ,静止卫星轨道 /频率已被世界各国当作一种无形的、可以带来巨大经济利益的资源来考虑 ,由此导致的日益激烈的争夺 ,使得卫星的轨道 /频率问题成为了一个能影响或制约卫星应用发展的重要因素 ,而被提高到该领域的战略发展高度上来研究。在卫星轨道 /频率问题的诸多方面中 ,如何有效地利用卫星轨道 /频率资源是一个重要的课题。对于静止轨道 ,因其唯一性 ,该课题研究具有尤其重要的意义。由于卫星网络相互之间的…     

关于DEA灵敏度问题的探讨

本文利用共协调的概念，给出了一种ＤＥＡ灵敏度分析的方法，在此基础上指出了用ＤＥＡ方法对系统效率评价时的一个不足。