交会对接视觉相对导航系统半物理仿真

飞行器自主交会对接最终逼近段,通过视觉导航系统可以精确测量两飞行器在对接过程中的相对位置和姿态。根据飞行动力学建立相对导航观测模型和状态模型;设计基于微型可见光对接敏感器的相对导航算法;应用扩展卡尔曼滤波器(EKF),并采用simulink软件模块建立相对导航算法的模型;采用实验室的光电组合测量与相对导航系统成功的进行了地面半物理仿真。实验结果表明,导航半实物系统能够为两个交会对接航天器提供足够精度的相对运动状态信息。     

空间交会对接多自由度仿真器

本文首先研究和分析国外交会对接仿真经验，并经述有关交会对接的目的与要求。其次提出一种新的多自由度交会对接仿真器方案，它比起 类型仿真器投资造价将要降低４￣５倍。     

基于虚拟现实的空间人控交会对接仿真实验系统

该文将虚拟现实技术应用于航天领域，采用建模软件MultiGenCreator进行视影建模＋虚拟现实软件Vega驱动的方案，构建了一套空间人控交会对接仿真实验系统，并介绍了其系统设计，系统构成及关键技术。     

支持多种飞船交会对接的数据分级管理方法

针对目标飞行器与不同飞船组合体交会对接时,作为信息管理主控方,需支持不同类型数据可靠传输、遥测模式迅速切换、多种类复杂数据流复接下行的数据管理难题,提出了一种支持多种飞船交会对接的多网络数据分级管理方法。该方法包含组合体网络拓扑设计、对接总线协议复用、遥测管理实现策略和分级网络管理等方面的内容,结合软硬件设计,从系统层面给出了数据管理解决方案,既能够保证空间实验室、载人飞船、货运飞船独立运行的可靠性和安全性,又可兼顾交会对接组合体数据通信和管理的灵活性和可扩展性。该方法已经在空间实验室数管分系统得到了应用,并通过了空间实验室与载人飞船和货运飞船共四次交会对接组合体的长期飞行实验,充分验证了方法的有效性和可靠性。     

尽快建成我国交会对接仿真设备的必要性和紧迫感

该文概述了交会对接(RVD)仿真的重要作用,重点介绍了国外主要RVD仿真设备的开发和应用状况,阐述了尽快建成我国RVD仿真设备的必要性和紧迫感.     

实时数据驱动的交会对接仿真平台设计与实现

航天器地面综合测试时,为了在测试数据显示基础上,动态展示航天器交会对接过程,验证交会对接飞行方案的正确性,为航天员手控交会对接训练提供支持,设计航天器交会对接仿真系统,给出交会对接仿真平台设计架构。通过对航天器建模、虚拟场景装配、模型驱动方法、阳照区/阴影区绘制、姿态和星下点轨迹计算方法研究,开发实现航天器交会对接仿真平台。平台由实时测试数据驱动,在航天器地面静态测试下,可以实时显示航天器三维飞行状态及星下点轨迹。目前,仿真平台已经应用于航天器地面综合测试过程中,同时,平台可以扩展支持航天器在轨飞行动态展示,丰富了航天器测试和监视手段,具有较高工程应用价值。     

卫星控制系统多转台多模拟器半物理仿真方法

卫星控制系统半物理仿真是在实验室中模拟卫星在轨道上运动特性的一种试验方法，它通常用于验证卫星控制系统方案和性能指标。卫星控制系统半物理仿真包括将硬件接入回路的卫星动力学仿真和运动学仿真。仿真计算机计算卫星的动力学和运动学方程；转台模拟卫星在空间的运动；目标模拟器用来模拟卫星姿态敏感器的参考目标(太阳、地球和恒星等)的环境特性。为了将控制系统硬件接入试验回路．必须适当地处理一系列的关键技术。卫星控制系统多转台多模拟器半物理仿真方法适用于带有多种敏感器的复杂卫星仿真。     

地面方向控制系统半物理仿真研究

介绍了利用Matlab实时工具箱RTW和xPC Target建立飞机地面方向综合控制系统半物理仿真平台的方法;自动生成优化的嵌入式实时仿真代码,在线调整模型参数并监视仿真数据,从而大大减少了软件开发量,缩短了系统开发周期并降低了研发成本;当侧风达到5.5m/s时,仿真结果显示飞机从后轮着地到停止滑跑的时间为32s,刹车距离为852.42m,在该刹车时间内,综合控制系统有效纠偏,且飞机刹车距离及刹车时间均与实际情况符合;该平台不但适用于系统的全数字实时仿真,扩展相应的硬件后还可用于地面方向控制系统的半物理仿真。     

交会对接多航天器联合闭环测试模式设计与验证

在载人航天领域,多航天器交会对接技术是研制的关键和难题,闭环测试系统设计的重要性尤为突出,用于交会对接的多航天器联合闭环测试的设计与实施,实现了多航天器间的一体化实时动态同步电测,实现了多航天器及其测试系统的时序同步,以及敏感器及其模拟器和机电系统的动力学模型同步动态联合实时驱动的同步控制,采用了多航天器一体化实时精确控制的自动化测试,以及多航天器间多通道大回路信息流的实时统一管理。解决飞行任务阶段,多航天器交互状态的验证问题,在地面真实呈现交会对接飞行的全过程,达到多船器联合电测的目的。     

Saturated Adaptive Output-Constrained Control of Cooperative Spacecraft Rendezvous and Docking

This paper investigates the robust relative pose control for spacecraft rendezvous and docking with constrained relative pose and saturated control inputs. A barrier Lyapunov function is used to ensure the constraints of states, so that the computational singularity of the inverse matrix in control command can be avoided, while a linear auxiliary system is introduced to handle with the adverse effect of actuator saturation. The tuning rules for designing parameters in control command and auxiliary system are derived based on the stability analysis of the closed-loop system. It is proved that all closed-loop signals always keep bounded, the prescribed constraints of relative pose tracking errors are never violated, and the pose tracking errors ultimately converge to small neighborhoods of zero. Simulation experiments validate the performance of the proposed robust saturated control strategy.      

ADRC Law of Spacecraft Rendezvous and Docking in Final Approach Phase

This article addresses the high-precision coordinated control problem of spacecraft autonomous rendezvous and docking, which couple the relative position and attitude in the final approach phase. The coupled dynamics equations of the tracking-target spacecrafts is derived by using dual quaternions. Then, a cascade Active Disturbance Rejection Controller is proposed, by which the extended state observer and nonlinear error feedback law is designed, the virtual value on which the actual control volume tracking is calculated to ensure the finite time convergence of the relative position and attitude tracking errors in spite of parametric uncertainties and external disturbances. Finally, numerical simulations are performed to demonstrate that the proposed approaches, which can avoid the coupling effect and restrain the interference, can track the target spacecraft in a relatively short period of time, and the control precision can satisfy the requirements of docking.     

爪型航天器对接机构容差性能分析

在航天器对接结构优化设计问题的研究中,航天器对接机构对在轨服务有重要作用,爪型航天器对接机构是新型对接机构.新型对接机构对对接任务的初始位姿偏差的容差性能需要进行研究,对接机构的性能将直接决定对接任务的成败.针对爪型对接机构的容差性能这一问题,利用三维造型软件Pro/E和机械系统动力学仿真分析软件Adams建立了爪型航天器对接机构虚拟样机模型,通过改变单参数变量方法进行对接过程仿真,对仿真结果进行对比分析,可为爪型对接机构的设计、对接初始条件确定和控制策略的制定提供参考.     

空间飞行器交会策略建模与仿真

空间飞行器由于其所处环境的特殊性,在不同跟随模式下,如何与不同距离目标实现交会,很难在真实环境进行全面的试验和评估;通过对影响空间飞行器交会的各种系统误差和随机误差进行分析,利用变轨算法以及优化算法构建飞行器从初始位置到交会位置的轨道模型,进而得到空间飞行器交会准确度计算模型,利用该模型进行空间飞行器交会仿真,得到一系列仿真数据,对空间飞行器的研究具有参考意义.     

基于UML方法的空间交会GNC仿真系统设计

为提高建模的快速性、可靠性、可维护性和可扩展性,采用面向对象技术对空间交会GNC仿真系统进行分析与设计.该仿真系统采用统一建模语言进行设计,从用户角度对 GNC仿真系统需要实现的功能进行了概念建模,从方案实现角度对交会系统核心对象、类及其相互关系进行了功能建模,另外采用序列图、状态图及协作图对关键的事件、流程及其活动进行了行为建模.仿真系统已得到初步实现,可以支持不同仿真背景,不同建模粒度下的仿真要求,应用结果验证了建模的特点,说明本设计方法具有一定的应用价值.     

载人飞船温度控制系统故障可靠性数字仿真

根据载人飞船环控生保系统实验的各种故障信息,运用演绎法建立了以飞船密闭舱内大气温度超限为顶事件的故障树,并采用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法来获取系统工作的可靠性诸参量。最后通过仿真实验结果,对一些参数进行了讨论。     

空间站交会对接的一种智能控制方法与仿真

本文研究了空间站交会对接阶段的仿人智能控制问题，设计了相应的特征模型和控制逻辑，建立了系统的知识库、数据库、规则库和推理机等。最后通过对两个飞行器的空间交会对接过程的数字仿真，验证了所设计的智能控制方案的有效性。