刚性航天器的预定义时间滑模控制

针对刚性航天器在姿态跟踪控制中存在的系统不确定及外界干扰等问题,提出了一种预定义时间滑模控制器(PTSMC).首先,给出了以四元数为姿态参数的航天器姿态跟踪控制系统,利用误差四元数和误差角速度设计了预定义时间滑模面.然后,考虑了航天器系统的不确定性和外界干扰设计了一种非保守上界的PTSMC,并通过边界层技术降低了系统抖动.最后,通过设计Lyapunov函数,证明了所提出的控制器的预定义时间稳定性和系统收敛时间上界的非保守性.仿真结果表明,刚性航天器的姿态跟踪误差精度可达1.5×10-6 rad,角速度跟踪误差精度可达2×10-6 rad/s.与现有的预定义时间控制器相比,所提出的控制器的稳定时间上限是更加非保守的,与传统PD控制和非奇异终端滑模控制相比,所提出的控制器具有更高的跟踪精度和鲁棒性.通过3自由度气浮平台的姿态跟踪实验进一步说明了控制方案的有效性,其中角度跟踪误差小于0.1 rad,位置跟踪误差小于0.2 m.     

载人航天器环热控一体化仿真分析

采用系统建模及仿真方法搭建了一种典型载人航天器环热控一体化系统模型，分析了系统的性能。针对3人7天载人飞行工况开展了仿真分析，结果表明，经过合理设计，该系统可将舱内温湿度、压力、氧分压等参数控制在航天医学指标要求范围内。环热控系统仿真结果较好地预测了系统工作过程，显示了主要参数的变化情况，结果合理，验证了仿真方法、系统仿真模型的正确性。通过控制流体回路外回路旁通阀门开度，可准确控制外回路控温点温度，保证舱内温湿度在合理范围之内。此外，外回路控温点的设定会对环热控系统状态带来影响，通过合理设计外回路控温点，可保证舱内温湿度满足航天医学指标要求。     

金属基复合材料国家重点实验室在探月工程中做出重要贡献

正作为我国探月二期工程的主任务,"嫦娥三号"探测器是我国航天器首次在地球以外天体实现软着陆和巡视探测活动,是探月工程"绕、落、回"三步走中承前启后的关键一步。金属基复合材料国家重点实验室(上海交通大学)为我国探月工程研制了多种高性能铝基复合材料及构件,并成功应用于"玉兔号"月球车的移动分系统和"嫦娥三号"光学系统,     

抗天器研制项目基准工作分解结构的编制

基准工作分解结构(Work Breakdown Structure,WBS)是航天器研制项目管理通用的基准平台.本文从航天器研制项目的实际特点出发,从WBS结构、WBS编码、WBS单元的属性和WBS字典四个方面,探讨了航天器研制项目的基准WBS的编制规范.     

载人航天器舱内通风空调特性和数值模拟

由于载人航天器这一密闭狭小空间及其微重力这一特殊环境，舱内通风空调问题和热舒适环境与地面的HVAC问题不同，微重力效应特别是自然对流大为减弱影响着通风换热效果。本文首先分析了舱内通风空调问题的特殊性，通过无量纲分析和计算微重力的流体力学效应，然后利用FLUENT软件对两种集中通风方式进行数值模拟。模拟结果表明：微重力下几乎不存在“冷风下坠”或者“热羽”现象；集中斜进风在一定的进风角度和Re数下出现分岔解现象；与常重力相同通风条件下，微重力下自然对流的减弱使得舱内温度降低，换热减少，因此满足常重力热舒适要求的通风条件不一定满足微重力下热舒适性的要求。     

载人航天空间站舱内通风对流换热数值研究进展

CFD模拟是研究载人航天器舱内环境控制和地面模型试验验证的有效方法,介绍了国内外载人航天器舱内通风对流换热数值模拟的研究进展,目前的相关研究涉及舱内不同通风方式的数值模拟、通风参数的优化设计仿真、人体散热对通风环境的影响分析、舱内壁面温度分布和结露控制、微重力下通风换热问题的地面模型试验及其数值模拟验证、传热传质等诸多方面。指出数值模拟模型、舱内通风空调环境评定、通风空调系统整体优化、舱内环境数字仿真演示系统等是载人航天器舱内环境数值模拟领域值得进一步研究的问题。     

卫星推进系统泄漏故障原因分析与控制措施

在卫星推进系统失效的原因中,泄漏故障占有很大的比重。卫星推进系统一旦发生泄漏故障,会降低系统可靠性,缩短卫星寿命,严重时会影响任务的完成和人员的安全。通过对推进系统泄漏故障的原因进行分析,提出了有针对性的预防和控制措施。介绍了推进系统地面和在轨泄漏故障的识别方法及相应的解决措施。     

地球同步轨道环境下外露介质深层带电仿真分析

空间高能带电粒子可导致航天器外露介质深层带电,从而对航天器的可靠运行带来潜在威胁。为了考察介质起电规律和最终评估深层带电危害,基于电荷守恒定律,建立了介质深层带电的数学模型,并通过数值求解,实现了对外露介质深层带电的时域3维仿真分析。该模型综合考虑了介质电导率受辐射剂量率、强电场和温度的影响。对典型的天线支撑介质结构进行仿真,结果表明:地球同步轨道环境下外露介质面临着严重的深层带电与介质击穿放电威胁,环境温度是影响外露介质内带电的关键因素。天线支撑结构的局部数10 MV/m以上强电场和10 KV以上高电压,很可能成为航天器表面放电或关键部位功能失常的诱导因素。     

固态功率控制器国内外发展现状

航天器的全电化发展对其配电系统提出了更高的要求.固态功率控制器(SSPC)作为集继电器转换功能和断路器保护功能于一体的新型配电与保护执行器件,具有集成化、智能化等诸多优点,是未来航天器用配电器件的必然发展趋势.介绍了SSPC的工作原理,分析了国内外SSPC的发展现状,并对其未来技术发展趋势进行了展望.