多航天器相对轨道与姿态耦合分布式自适应协同控制

基于一致性理论,在有向通讯拓扑结构下对多航天器系统相对轨道及姿态的耦合协同控制问题进行了研究.本文考虑近地航天器相对轨道的非线性方程以及用罗德里格参数描述的航天器姿态运动方程,建立了考虑控制输入耦合的六自由度航天器运动模型.在仅有部分跟随航天器可获取参考状态(记为领航航天器)的情形下,针对航天器存在未建模动态以及外部环境干扰等问题,提出了一种基于切比雪夫神经网络(Chebyshev neural networks,CNN)的自适应增益控制律,使得各跟随航天器在轨道交会的同时姿态保持一致.因为每个航天器上的控制算法仅依赖其自身及相邻航天器的信息,因此控制算法是分布式的.同时考虑到航天器之间的相对速度及相对角速度难以测量,提出了无需相对速度及角速度信息的分布式自适应协同控制律使得各航天器保持一定的队形且具有期望的相对指向.最后对6颗航天器的编队飞行进行了仿真分析,仿真结果表明本文设计的分布式自适应协同控制律是有效可行的.     

挠性航天器大角度机动的模糊跟踪控制

本文研究一类挠性航天器平面大角度旋转机动的控制问题，考虑构形为中心刚体带挠性梁的航天器，基于系统的非线性无穷维模型，只利用对中心刚体旋转角和角速度的测量数据，设计了一种模糊跟踪控制方案，并证明了闭环系统的渐近稳定性，数值仿真和物理实验结果显示了所设计的控制算法的有效性。     

基于Rodrigues参数交互模型航天器相对位姿测量技术

针对传统测量技术测量航天器相对位姿准确度较低的问题,引用Rodrigues参数交互模型研究了一种新的航天器相对位姿测量技术。利用Rodrigues参数建立航天器位姿采集模型,通过原向量、旋转轴、原向量和旋转轴的交叉积等向量作为标架,获得航天器旋转以后得向量组,利用四元数定理来减少计算航天器旋转向量的计算量,在观察三维空间内的坐标系间的向量变化曲线规律后,测量出交互模型的航天器相对位姿,得出基于罗德里格旋转参数交互模型结构图,确定罗德里格旋转参数模型与航天器的距离H和地面接收到的航天器相位位姿的误差。通过Harris角点检测方法计算航天器模拟图像的每个像素和灰度,通过像素和灰度信息进行条件随机场计算,分析航天器相对位姿特征,在多次寻找三维坐标系中查找相似的最近临近点和次临近点后,合理匹配,确定航天器相对位姿。实验结果表明,基于Rodrigues参数交互模型航天器相对位姿测量技术测量的精准度比传统技术高出25.88%,实用性更强。     

自动切破幼小棉苗上方地膜的设备研制

介绍了一种用于自动切破幼小棉苗上方地膜的设备，测量单元采用机器视觉技术快速准确地检测、识别和定位棉田地膜下面的幼小棉苗，并将棉苗的位置信息、设备行进的速度变化信息、设备行进的状态信息传递给控制单元，控制单元经过模糊推理控制切破机构准确切破棉苗上方地膜让棉苗破膜而出。     

基于PLC的航天器地面测控系统通用化设计研究

航天器地面有线前端测量控制系统是航天器开展整器测试的支持设备;为解决该系统在多个航天器测试中存在重复设计、通用性差的问题,为提高系统的质量和可靠性、降低研制风险、节约研制经费,在基于PLC的航天器地面测控系统工作原理的基础上,对系统研制开展通用化设计研究;通过硬件模块化、组件选型统一化、接口设计标准化、软件功能层次化和可配置化,提高了设备的通用性和互换性;研制的测控系统在多个航天器型号间得到了延用和重用,取得了较好的效果。     

面向航天器测试的SOA信息系统研究

通过研究面向航天器测试领域的信息系统,分析航天器测试的业务特点,在面向服务的体系结构的理论基础之上,提出面向航天器测试领域的信息集成的设计方案.解决了目前的航天器测试中的信息系统在信息资源集成方面存在的问题.采用控制反转设计模式,对系统开发相关人员进行角色分工提高系统开发和维护效率.     

面向航天器控制的专用语言及编译程序设计

针对陆基测控网测控站遥控操作模式不能适应新的测控需求以及国际测控合作的实际，提出了一种面向航天器操作的航天器控制语言（SCL语言）。该语言能够有效地解决航天器上行控制、参数判断和数据同步等航天器测控专用语句的设计难题，为航天器控制人员提供有力的工具。同时根据SCL语言的特点，提出了一种快速实现其编译程序的技术途径。给出了一种不同于一般高级语言特殊设计的实现方法。通过多颗同步和近地航天器测控实际应用，验证了SCL语言及编译程序的正确性，保证了陆基测控网实现了对卫星的闭环测控，极大提高了航天器的控制效率。     

德维创(DEWETRON)新型高速测试系统

德国工业设备公司(IABG)位于德国慕尼黑，是世界著名的测量测试中心。最近IABG向奥地利的德维创公司定购了一套512通道的高速测试系统，用于模态、振动、声学和冲击测试。多年来IABG为外太空应用提供了不同的航天设备。所有测试，包括复杂的冲击、声学和模态等各类测试，均在国家航天测试中心完成，对测量设备有相当高的要求。为了满足将来可能的测试需求，IABG一直在寻找新一代的测试设备。在进行了大量的评估比较之后，IABG最终选择了DEWETRON作为战略合作伙伴。此套测量系统将主要用于飞机和航天器的结构和零部件测试。DEWE…     

基于反步法的主从航天器相对姿态控制

对主从航天器的相对姿态控制问题,考虑从航天器系统不确定因素,提出了一种基于反步法的姿态控制方法,并引入自适应控制律.该方法首先根据主从航天器的相对位置信息,解算出从航天器观测轴指向主航天器以及从航天器跟踪主航天器轨道坐标系等两种任务的期望姿态;然后基于修正罗德里格参数(MI(P)描述的从航天器姿态误差动力学模型设计了姿态控制器以及针对航天器惯量的不确定性设计了自适应控制律;并基于Lyapunov方法从理论上证明了该方法能够实现全局渐近稳定的相对姿态控制.最后将该方法应用于某编队飞行任务,仿真结果表明此控制器能够实现其编队飞行控制,具有良好的控制性能.     

基于模糊PD控制的柔性航天器振动抑制研究

研究柔性结构振动与航天器姿态运动的刚柔耦合的控制问题,采用非约束模态法对柔性航天器构建适合控制器设计的状态空间模型.针对柔性航天器姿态机动控制问题,根据期望姿态角度与实际姿态角度给出的姿态信息得出姿态误差信号,以此信号设计了一种PD控制律.考虑到柔性航天器初始阶段姿态角速度过大的情况,在原有的PD控制基础上,加入了模糊...     

光电定向瞄准设备自动检测通用平台设计与实现

为解决传统光电瞄准设备检测工作中自动化程度低下、检测设备功能单一等突出问题,在对虚拟仪器测量、自动检测技术进行研究的基础上,提出了光电定向瞄准设备自动检测通用平台的设计方案,论述了平台的硬件、软件构成,并着重分析了单线阵CCD两维同步动态测角、读数图象自动识别、电子信号多点位多通道实时检测的原理方法。实验证明,该平台实现了光电瞄准设备的自动化检测,缩短了测量时间,对航天器精确发射意义重大。     

两阶段设备维护策略选择的灰靶决策模型

针对设备的最佳维护策略选择问题,首先提出6种设备运维目标,同时给出两阶段设备运维策略选择的加权智能灰靶决策模型的架构图以及建模算法流程;然后采用德尔菲调查法与层次分析法相结合确定不同目标的权重.结合某半导体面板制造企业的设备运行现场实际数据,对于成本型目标和适中型目标,分别采用相应的效果测度函数计算出设备在不同运行状态下的一致效果测度矩阵以及综合效果测度矩阵.通过运用两阶段设备维护的灰靶决策模型,最终得到设备不同状态下的最佳维护策略.所提出方法对正确选择半导体面板设备维护策略、提高设备运维效率、降低维护成本具有实际指导意义.     

一种新型的大坝安全监测自动化测控装置

论述了一种新型的大坝安全监测自动化数据采集系统,重点介绍了测控装置的工作原理、硬件构成以及系统的抗干扰措施。装置应用了微电子测量技术的最新成果,在准确度、可靠性、扩展性、简易性等方面都有大的提高。     

基于云计算的智能测试保障体系构建

针对当前武器装备系统复杂以及测试保障难度大的问题,提出基于云计算的装备智能测试保障体系。该体系以云化智能测控网及运行其上的人工智能算法组成的云计算平台为基础,结合装备的自主保障流程,设计一种基于认知的智能测试与保障方法,实现装备的智能测试与自主保障。基于认知的智能测试以装备的测试性设计为前提,包含机内测试和机外测试两种方式,其运行原理相同,通过云化智能测控网,依托云计算,对获得的历史数据和实时数据进行自组织学习,实时调整装备测试机制、数据传输机制和数据分析与故障预测机制,为实现装备的自主保障提供智能决策支持。     

基于ARM和FPGA的线阵CCD测径系统的设计

设计了一种基于ARM微处理器LPC2214与线阵CCD的在线动态测径仪,该测径仪采用FPGA实现对线阵CCD时序脉冲的驱动;以ARM微处理器为测径仪的核心,实现图像信息的处理和对整个系统的控制,保证动态、实时、准确的测量线缆直径.介绍了该仪器的基本原理,详细给出了系统硬件方案和软件流程.     

Ka频段飞行器测控与通信系统设计

传统基于S频段的统一载波测控通信系统受工作频率低、占用频带窄的特点限制,无法满足现代及未来飞行器测控与通信系统对于高速数传、通信带宽、安装空间、克服“黑障”及抗干扰性等方面日益增长的需求,提出一种Ka频段直接序列扩频体制的飞行器测控与通信系统以解决上述问题;利用Ka频段频带宽、空间选择性好、减小“黑障”影响等特点,同时采用直接序列扩频通信体制实现遥测、外测和遥控等不同功能点频统一和信道统一,简化系统结构、减小设备体积;介绍了系统架构及主要设备组成,阐述了基带数据综合设备、Ka频段一体化终端设备等单机的详细设计及天线的选择,并给出了地面测试系统方案;该系统具备体积小、频带宽、扩展性好等特点,可满足未来飞行器测控与通信系统的设计与应用需求。     

工业测控设备内生信息安全技术研究综述

工业测控设备是工业控制系统的神经中枢,其信息安全问题直接关系到工业控制系统的安全。传统信息安全防护技术手段具有局限性,网络无法阻断物理介质传输数据和物理设备的接入,即使是物理隔离的工业测控设备,亦可以成为攻击目标,迫切需要增强工业测控设备自身的内生安全防护能力。本文结合相关国际标准和国家标准,将工业测控设备内生信息安全防护技术分为静态加固技术和动态防护技术,对涉及的七类信息安全防护技术进行了逻辑分类,给出了工业测控设备的内生信息安全的术语定义,并具体分析、评价了已有相关理论研究和关键技术的优势和不足之处。最后,对工业测控设备的内生信息安全防护技术的发展趋势进行了展望。     

历史遗留测试系统的分布式开发策略*

探讨了分布式测试系统的现状及中间件DCOM,CORBA的特点。提出了利用中间件技术对历史遗留测试系统进行分布式开发的策略：对计算机配置高的历史遗留测试系统,结合其特点探索出了一种高效率、高性能的基于CORBADCOM的分布式开发方案;针对数控测试系统,则巧妙利用数据库、多线程、CORBA技术,灵活、经济、可靠地实现了其分布式开发,为计算机配置低的历史遗留测试系统的分布式开发提供了可靠、现实的借鉴、参考。     

Robot metrology using two kinds of measurement equipment

This study was designed to compare the effectiveness of using two measurement devices: the WATSMART system and the WILDCAT theodolite system for robot metrology. The former device is less expensive, and runs automatically. The theodolite system has a better resolution but is more expensive, and runs manually. The objective was to determine the agreement in their measurement accuracy, variation, and the resulting best performance condition for the robot (i.e. optimal factor–level combination) between the two kinds of measurement equipment. The idea was that even if the accuracy and variation of the equipment differed, if the practical aspects (i.e. measurement performance and the purpose of measurement) were acceptable, the less expensive equipment would provide cost and automation benefits. The experiment was conducted on a PRO-ARM RS-2200, five axis, open loop, joint-coordinate type, educational robot. A Taguchi L27 orthogonal array was selected for the experimentation. Seven controllable factors (load, speed, distance moved, orientation of the robot arm, direction of travel, height of travel, and the starting point), along with three interactions, were studied. The accuracy of the robot and the best factor–level combination (FLC) were computed for each set of observations. The mean, standard deviation and maximum values for the two pieces of equipment were also computed. Based on this, the agreement between the two equipment was deduced. Although some similarity existed, the results were not good enough to convince the authors that the two measurement systems were equally effective. Recommendations are made for the appropriate situations for using each of the measurement devices.     

电力设备在线红外测温系统的软件设计与实现

介绍电力设备在线红外测温系统的软件设计与实现方案。电力设备红外测温系统完全在线运行,无需人工参与,实现实时远程精确测量电力系统设备的温度,后台系统可智能决策报警,根据测量结果自动分析电力系统设备运行状况,发现故障隐患并及时报警。