航天器舱内设备热布局优化及仿真

针对航天器舱内安装板上设备控温需求,提出利用有约束条件下离散系统最优控制问题的数学模型,借助有限差分软件Thermal Desktop,并进行二次开发对安装板厚度和设备布局方案进行自动寻优仿真,通过计算安装板厚度、设备布局位置对设备温度的影响,得到满足设备温度、安装板质量等参数综合最优的设备布局方案,不仅节省了航天器上热控系统资源,同时较大程度地提高了可靠性。     

复杂太空环境对航天器的影响

总结了空间环境的研究进展,分析了航天器所处空间环境的复杂性及多变性。阐述了各种空间环境对航天器造成不同影响的基本原理,并介绍了空间环境仿真软件。     

航天器仿真框架Open-SESSAME研究与应用

航天器仿真是航天器设计的一个重要环节.文中介绍了一个发布在GPL协议下的用于构建航天器仿真应用的软件构架-Open-SESSAME,使用UML建模语言描述了该构架的类结构图,并且应用这一构架生成了一个六自由度的近地航天器仿真应用程序.通过这一应用的建立,既展示了使用Open-SESSAME进行仿真的基本步骤,又体现了一个六自由度的、包含环境摄动影响的航天器仿真应用程序的基本组成结构.     

CPL储液器的温度调控方案

概述了毛细抽吸两相回路技术（CPL）在航天器上的应用，并对其控温原理进行了扼要介绍，通过讨论储液器对CPL进行控温的3种不同方案，比较了其优缺点，通过比较认为，当CPL的应用方式不同时，储液器的温度调控方式亦应不同，其中，半导体制冷与加热片相结合的控温方式是未来最具发展前途的一种调控方式。     

航天器变形高精度测量技术

随着航天器在轨对地测量精度的不断提高,其自身的尺寸精度、尺寸稳定度也要维持较高的水平。由于航天器工作在高低温交变的热环境中,会引起自身尺寸的微小变化,导致航天器对地测量精度降低。基于二维PSD的高精度测量技术,研究航天器微变形测量问题。阐述该技术在航天器微变形高精度测量的基本方案及工程可行性。     

柔性热控材料性能及其空间稳定性的研究现状

柔性热控材料作为航天器表面材料,在轨服役过程中要经受带电粒子辐照、高真空、原子氧、交变温度场等各种空间环境因素的作用,柔性热控材料的性能及其空间稳定性对维持航天器正常工作环境至关重要。对柔性热控材料的工作原理及主要应用作简单介绍,重点综述柔性热控材料性能空间稳定性的研究现状,具体分析空间辐照、原子氧、充放电及空间微粒子对材料性能的影响,并阐述相应的防护措施。     

先进的航天器热防护系统的性能分析

本文采用模型分析,对用作航天器热防护系统的两种绝缘体的性能作了比较,最后提出应设计一种复合材料作为航天器的热防护系统。     

基于能量控制方法的航天器TAEM制导仿真

末端能量管理段制导的主要目的是控制航天器的动能和势能,使航天器最终达到着陆段初始要求。采用能量控制方法来设计制导方案,分析了末端能量管理制导的过程及原理,在制导系统引入能量-射程基准剖面,通过调整飞行距离、动压或速度制动使航天器达到基准的能量状态。将末端能量管理段划分为S-转弯、搜索飞行、航向校正飞行和着陆前飞行4个飞行段进行研究。以某航天器为仿真实例,对末端能量管理段制导过程进行动力学仿真。仿真结果表明所提出的基于能量的制导方案具有良好的制导效果。     

航天器计算结构动力学研究情况展望

通过介绍结构动力学在航天器研制进程中的重要作用和对未来航天器结构动力学的研究情况的展望,指出结构动力学试验仿真是航天器计算结构动力学研究发展的趋势。通过对结构动力学试验仿真技术途径和要求的介绍,提出航天器计算结构动力学前沿研究的几个问题。     

面向故障诊断的航天器遥测数据降维分析技术

遥测数据反映了航天器有效载荷的状态和航天器的运行情况,基于遥测数据的航天器故障检测具有广泛的工程实用性。针对航天器遥测数据中含有大量冗余信息的实际情况,文中采用主成分分析理论,对高维遥测数据进行降维处理,在保证原始数据信息损失较小的情况下,从初始高维数据集合中提取低维特征组合,并在此基础上设计了航天器故障定位检测算法。仿真结果表明,文中算法在在轨航天器故障诊断中具有实用性和有效性。     

飞行器主动热控用半导体制冷器性能初步研究

为了利用半导体制冷器进行飞行器关键部位的热控方案设计,对某型半导体制冷器性能进行了测试与参数分析。设计了半导体制冷器的性能测试方案,获得了散热端不同散热工况下的试验数据,分析了电流与电压、温差、制冷量等相互之间的关系,并获得了制冷器的温差电势率α、总热导K和总热阻R,对其热电性能参数进行了反推计算和对比验证,验证了计算模型。使用该型制冷器对某型飞行器关键部位热环境进行了热控方案设计,获得了其工作参数和制冷效率。     

柔性充气空间飞行器姿态控制系统设计

针对充气空间飞行器刚柔耦合影响下的高精度姿态控制问题，提出基于自抗扰控制理论的姿态控制系统设计方法。建立刚柔耦合动力学模型，综合采用线性自抗扰控制、姿态机动路径规划、脉冲调宽调频调制、滤波处理等控制策略进行柔性充气空间飞行器姿态控制系统设计。通过数值仿真实验对所设计系统进行验证，并与传统PID控制进行对比分析。仿真结果表明，采用新方法设计的柔性充气空间飞行器姿态控制系统可以适应大角度姿态机动，能够有效抑制充气囊体的柔性振动，在节省燃料消耗的同时实现高精度姿态控制。     

基于虚拟滑模控制方法的非合作航天器姿态估计

针对非合作航天器的非线性姿态估计问题,提出一种利用虚拟滑模控制思想实现对目标航天器姿态参数估计的方法。将立体视觉系统输出的实时观测数据作为虚拟控制系统的输入,将航天器的姿态动力学数学模型作为虚拟的控制对象,采用滑模变结构控制器计算出虚拟力矩控制量,从而使虚拟航天器的姿态与观测姿态同步,虚拟航天器姿态即为非合作航天器姿态参数的估计值。仿真实验验证表明,在存在系统误差及状态量初始误差较大的情况下,所提出的基于虚拟滑模控制的估计算法估计效果优于扩展卡尔曼滤波算法,并较好地协调了变结构控制鲁棒性与平滑控制抖振之间的矛盾。     

基于气动辅助变轨的变气动外形飞行器概念研究--二层优化与求解方法

一个飞行器的气动外形,在给定的气体流动状态下将决定其气动特性,而这些气动特性又和变轨的优化解密切相关,这是考虑了热载荷、峰值过载和飞行的机动性等限制.因此构成一个二层优化问题;气动外形优选(上层问题)和变轨优化(下层问题).通过定义一个最优值函数,可以把二层优化问题转换成单层的数学规划,通常这是非凸的和非线性的问题,且难于求解,然而基于智能优化的现代优化方法,将为这类复杂问题提供可解的途径.最后,给出一个变气动外形飞行器的变轨优化的框图和求解步骤.     

Re-entry Attitude Double-loop SMC of the Spacecraft and Its Logic Selection

A spacecraft re-entry attitude control method using sliding mode control （SMC） theory is developed. The con- troller utilizes douhle-loop SMC scheme and provides the robust, de-coupled tracking of both the angular velocity and the shuttle orientation angles. In accordance with the hybrid-controlling characteristics of the aerodynamic surfaces and reac- tion control system of the spacecraft, the control torque commands are allocated into the actuators such as the aerodynamic surfaces and reaction control system by using the optimal control selection allocation algorithm. The simulation of the spacecraft re-entry attitude controlling demonstrates the robust, de-coupled tracking performance of the proposed method and its validity.     

载人航天器深空自主导航

讨论了栽人航天器深空自主导航的作用，介绍了阿波罗8号飞船自主导航系统的设备，算法及其历史性的实践。     

基于恒星地球敏感器的空间飞行器自主导航系统

空间飞行器长时间在轨飞行将引起其惯性导航系统的漂移,因此需要采用自主导航、地面测控等方法进行修正.在对现有的航天器自主导航方法研究的基础上,选用技术较成熟基于状态模型的星敏感器+地球敏感器模式的自主导航系统.并对自主导航系统的构成、模型的建立、以及滤波算法的选择等问题进行了研究.最后分析了星敏感器的采样周期、采样弧长、...     

基于1D-CNN 的卫星姿态控制系统故障诊断方法

为解决卫星姿态控制系统中自主故障检测和诊断的问题,提出一种改进的1D-CNN 卫星姿态控制系统故 障诊断方法。以卫星姿态控制系统的故障诊断为背景,构建航天器姿态动力学模型,将卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)与快速卷积算法相结合,对卷积神经网络的拓扑结构进行改进,根据BP 算法,将1 维原始数 据作为输入,结合反作用飞轮作为执行机构的技术特征,给出一种基于卷积神经网络的故障检测和隔离方法。仿真 结果验证了该方法对卫星姿态控制系统实时故障检测和分类的有效性。     

载人飞船的制导,导航与控制技术探讨

本文根据美苏载人飞船控制系统的发展过程，研究了载人飞船控制系统研制的几个关键问题；制导、控制的任务和要求；导航和制导的方法，飞船的姿态控制；飞行中的分析，补偿和冗余技术；在大气中降落的弹道和再入控制；美苏载人飞船控制系统的特点和异同等。