仿 射 非 线 性 系 统 的 能 控 性

研究仿射非线性系统的能控性问题. 利用向量场族对应的积分曲线定义系统的能控性,建立一个新的基于漂移向量场弱泊松稳定的能控性判据,并给出了完整的证明 .利用该结论对定义在紧致黎曼流形上的解析系统,给出了漂移向量场为保守场条件下的能控性的充要条件,并用状态流形的紧致性证明了弱泊松稳定性的几个等价条件.进一步利用保守系统的判据给出了一般仿射非线性系统能控的充分条件,并应用所得结论分析了欠驱动航天器姿态系统的能控性.

     

空间机械臂全局反作用优化及其地面试验研究

针对空间机械臂在运动过程中对其基座产生力／力矩反作用这一问题进行了分析,并提出一种关节轨迹参数化的全局反作用优化方法,用于减小机械臂的反作用力／力矩．基于气浮轴承方法,建立了3自由度空间机械臂反作用优化地面实验系统．最后,采用3自由度机械臂验证了该方法的有效性．     

采用独立分量分析Zernike矩的遥感图像飞机目标识别

为了提高遥感图像目标自动识别系统的准确性,提出了一种新的采用独立分量分析(ICA)Zern ike矩的飞机目标识别方法.首先对分割后的目标区域进行独立分量分析处理,将待识别目标形状转换到标准形式,然后对标准化后的图像目标提取Zern ike矩作为特征向量进行识别.通过实验表明此方法具有鲁棒性,能有效地消除遥感图像目标尺度、旋转、平移、反转和扭曲影响,能够有效地识别遥感图像飞机目标.     

大范围动态海浪实时渲染

为实现大范围动态海浪的实时渲染提出了一种高效方法.首先提出一种基于LOD技术的新型网格模型,采用Gerstner模型在GPU(图形处理单元)上实现了海浪的动态模拟和Choppy波的模拟,给出一种凹凸纹理贴图的方法对较远处的海浪渲染实现加速,并利用动画凹凸纹理改善海浪渲染效果;其次通过立方体纹理实现了对天空、太阳的反射效果,运用Phong光照模型实现了海浪的光照并实现了菲涅尔反射;最后采用动画纹理模拟了海浪中的泡沫,并实现了云在海面上投射的阴影等特殊效果.实验结果表明,该方法可以对90 km范围的海浪进行实时交互渲染,并已成功应用于某飞行模拟器中.     

近地小行星探测转移轨道方案设计与优化

探测小行星转移轨道的设计不同于传统的飞行器轨道设计,由于需要更多的能量,仅依靠冲量轨道转移难于实现,针对此问题,以近地小行星3288 Seleucus为例,采用了先将飞行器递推至以2 a为周期的日心大椭圆轨道的远日点,加深空机动使之再次与地球相遇,进行借力飞行的轨道转移技术,设计了其转移轨道.为了进一步减少此探测任务在轨道转移方面所需的总的能量,采用了变分与主矢量原理推导出了总的速度增量对自由变量的偏导数,把复杂的多维非线性轨道优化问题归结为一个多维参数优化问题,并利用梯度下降法,对所设计的探测3288 Seleucus小行星的转移轨道方案进行了优化.数学仿真结果表明:这种地球借力飞行的轨道转移技术可有效的降低完成任务所需的总能量,特别是发射时所需的能量.     

航天器自主规划系统分析与设计

首先提出了一种包括规划与调度、执行以及执行监控与故障诊断的航天器自主控制系统。在此基础上,重点针对航天器分系统众多、组成复杂、知识表示困难的特点,提出了基于分层结构的航天器自主规划与调度系统的设计方法。该方法能够有效地表示和管理航天器的相关知识,并能根据给定的高级任务目标,结合自身状态进行推理,搜索出合理的指令序列,当发生故障或其他紧急情况时,能够进行重规划。     

稀疏奖励下基于强化学习的异构多智能体对抗

文中在多智能体对抗问题研究过程中,采用强化学习为研究方法,以完全中心化训练架构为基础,选用基于策略的强化学习算法,针对领域研究中广泛存在的稀疏奖励问题,采用基于任务局部的奖励工程设定方法,以人为经验知识为导引,加速训练过程,提升训练结果.最后以对抗问题中典型的攻防对抗为场景进行了仿真实验,验证了方法的有效性.     

月球巡视探测器定位技术研究

介绍了月球巡视探测器进行定位的目的及意义．通过对月球探测环境的综合分析,界定了月球环境下探测机器人进行导航定位的相应局限性．对当前国内国际可用的星际探测机器人的定位算法进行了研究,对其中的定位技术进行了归类总结,通过相关文献分析对其中关键算法的可用性、可靠性与自主性进行了评定．最后指出了目前月球巡视探测器定位算法研究中的难点及存在的问题．     

航天器自主姿态控制的正规矩阵设计方法

为满足航天器自主系统的在轨重设计及对重设计结果进行评估的要求,研究了姿态动力学自然特性以及基于结构特性的姿态控制设计方法。证明了挠性航天器姿态动力学传递函数矩阵的正规性,并对惯量矩阵的对角优势性进行了分析。将这两个特性应用于姿态控制设计,分别得到了乘性摄动和逆加摄动不确定性描述下的鲁棒稳定条件。给出了姿态控制的正规矩阵设计方法,而且设计结果的鲁棒性容易检验,适合在自主航天器中应用。对这两种鲁棒稳定条件的比较表明,逆加摄动下的结果可以更好地兼顾各回路的性能要求。     

灰色蚁群系统求解多目标卫星观测调度问题

为充分有效的利用地球观测卫星资源,最大限度的满足成像需求并得到高质量的图像,提出了一种灰色蚁群系统多目标优化算法.首先利用区间灰数描述成像任务上空的云量信息;然后考虑了卫星多种成像约束条件,建立了包括成像任务重要性和图像质量的多目标优化模型;最后将灰色理论和蚁群系统结合起来,通过多个种群的区域更新规则和精英保留策略,提高非劣解集的多样性和收敛性.仿真结果表明,提出的灰色蚁群系统可以有效解决卫星多目标成像调度问题。