卫星编队飞行的鲁棒自适应控制方法

研究了主从式框架下编队飞行的相对控制问题.首先推导了描述主从星相对运动的完整非线性动力学模型, 利用完整模型的无摄动形式提出了最优参考轨迹生成问题,并应用高斯伪谱法将此问题转换成非线性规划问题,使其可以数值求解; 基于Lyapunov 方法设计了闭环系统的鲁棒自适应控制器,在存在未知干扰、未知主星轨道参数与控制以及未知从星质量的情况下, 仅利用相对状态测量即能够保证闭环系统的参考轨迹跟踪误差和参数估计误差全局一致最终有界,并证明了跟踪误差的最终界可以 通过选取合理的控制器参数使其任意小;最后给出了具体的仿真场景验证了本文主要结果的有效性.     

几何代数及其在摄动Kepler问题中的应用

为避免卫星轨道摄动分析过程中多种代数系统繁琐的相互转换,创新性地引入几何代数系统,在统一的代数框架内研究摄动开普勒问题.利用几何代数体系中的位置空间与旋量空间之间的转换关系,将摄动Kep ler方程转化为线性、正则的旋量方程(简称KS方程),并给出Kep ler旋量方程的解.最后,通过与传统方法比较,说明几何代数这种新工具在卫星轨道运动中应用的独特优势.     

Drag-free卫星编队的发展现状和趋势研究

分析了Drag-free卫星编队的发展历程,就动力学建模与系统控制方法进行了综合调研和分析,提出了Drag-free卫星编队的应用前景和需要解决的关键技术,为我国未来空间环境与空间天气等超高精密探测奠定一定的基础.     

切换有向拓扑中的网络化Euler-Lagrange系统自适应同步控制

在动态切换拓扑中研究了带有参数不确定性和单向信息交互的网络化Euler-Lagrange系统的协同控制问题.针对通信拓扑随时间变化的问题,利用有效的局部信息交互设计了一个分布式控制律,并利用自适应技术解决了系统动力学中的参数不确定性问题.通过构造一个连续的Lyapunov函数,证明了系统在切换拓扑的并图存在一棵有向生成树的频率足够高时即可实现网络同步.此外,进一步拓展使用简单的干扰观测器或滑模控制方法进一步研究了该协同策略下的干扰抑制问题.最后,以五颗异构航天器的姿态同步为背景,通过数值仿真及其对照说明了所提合作控制策略的有效性.     

柔性绳系辅助离轨系统展开动力学研究

以绳系辅助离轨系统为背景,考虑系绳质量和柔性因素,利用微元法建立柔性绳系辅助离轨系统的展开动力学模型;针对动力学方程的复杂的非线性和强耦合问题,采用伽辽金法进行离散化处理、求解及分析;并通过数学仿真来验证和分析柔性绳系辅助离轨系统的展开动力学特性.仿真结果表明,在绳系辅助离轨系统的展开过程中,系统的横向和纵向运动的位移...     

具有自光顺功能的五坐标样条插补控制器

针对现行复杂曲面加工中常常采用的五轴联动线性插补加工方法速度、精度较低,数控文件较大等缺点,开发了一种具有自光顺功能的五坐标样条曲线插补器。介绍了运动控制器中样条曲线的构造方法和曲线实时插补方法。针对具有流线型设计要求的工件的加工,控制器在插补实施之前,对数控程序文件中提供的刀心点序列进行光顺性判断,对不符合光顺判别条件的刀心点进行修正。加工实例表明,本文方法可以完全克服五轴线性插补方法的不足之处。初步应用表明:该控制器对轮廓外形具有光顺性要求的工件具有良好的加工效果。     

分布式卫星系统自主安全管理与控制

分布式卫星系统在轨运行中受到各种摄动力的作用,同时考虑到用于编队构形维持控制的敏感器和执行机构的误差,特别是当分布式卫星系统成员卫星发生故障的情况下,系统中的各卫星存在着相互碰撞的危险,所以研究分布式卫星自主安全管理与控制技术具有重要的意义。本文综述了国内外有关分布式卫星系统自主运行安全管理与控制问题的研究方法以及进展情况,并通过对国内外研究现状的分析总结,提出了分布式卫星系统自主安全管理与控制下一步的研究方向。     

运动副间隙及刚度对曲柄压力机执行机构动力学过程的影响

本文建立了全面反映压力机执行机构冲压过程各影响因素的动力学模型，利用该模型可以研究执行机构中各运动副的间隙、连接刚度、阻尼、执行机构的各参数，以及加载特性等对冲压过程的影响。文中对２５０ｋＮ开式压力机的实际冲裁过程进行了数值计算。     

近地轨道电磁编队飞行相对轨道动力学建模

本文将电磁力引入编队飞行应用中,在考虑地球扁率和大气摄动情况下,建立了电磁编队飞行相对轨道动力学模型.基于磁偶极子假设,推导了编队飞行任意两颗卫星间电磁力模型,采用Hill方程的形式给出了电磁编队飞行的相对轨道动力学表述.分别对编队飞行任意两颗卫星间电磁力、大气阻力以及地球扁率摄动进行线性化,得到了电磁编队飞行线性化相对轨道动力学模型.仿真结果表明,线性化相对轨道动力学模型合理可行,与非线性模型相比,运行3圈后误差为0.05～5 m,误差主要来自于电磁力线性化.     

轮控小型月球探测器姿态稳定的非线性预测控制

针对月球探测器飞行任务要求,推导三轴姿态稳定非线性预测控制器,以抑制反作用轮低速摩擦等对姿态的扰动,满足月球探测器高精度姿态稳定控制精度和稳定度的要求．仿真结果表明该控制器控制精度高,能有效抑制飞轮低速摩擦等对姿态的扰动．