形成三星星座的最优脉冲变轨的控制与仿真

由于火箭发射入轨精度的限制,无法直接发射形成星座,星座的形成需要变轨。该文针对三星星座,进行星座发射中的最优脉冲式变轨研究,文中基于卫星相对运动状态转移方程,推出了星座双脉冲式变轨控制的理论解;利用遗传算法,对双脉冲式变轨的脉冲控制量进行了优化仿真;探讨了星座脉冲式变轨的工程实现途径,为工程应用和研究提供参考。     

交会期间自动变轨飞行器的制导,导航与控制

自动变轨飞行器（ＡＴＶ）是欧洲为阿尔法国际空间站的在轨补给任务而设计的一种后勤变轨飞行器，在ＡＴＶ设计中难度最大的要求是与载人空间站的自主的轨交会能力，ＡＴＶ是欧洲研制的第一个具有这种能力的飞行器。目前，ＡＴＶ正处于研制计划的Ｂ阶段。包括详细设计和首飞模型结构研制的Ｃ／Ｄ阶段计划于１９９７年开始，２００２年首飞，文章集中讨论Ｂ阶段（即确定ＡＴＶ与阿尔法空间站交会期间其制导，导航和控制（ＧＮＣ的功能     

全球星（GLOBALSTAR）的姿态和轨道控制

本语文简介由４８颗低轨道卫星组成的全球星通信卫星的姿态和轨道控制。姿态控制功能使卫星天线指向地球,同时使卫星按预定的方式绕偏航轴转动。这就是说,尽管卫星有５２°轨道倾角,仍要通过绕太阳板轴的另一种旋转机动（即偏航机动）来控制帆板,使之始终垂直于太阳方向,定向。文中还介绍了其他工作模式：如从９００ｋｍ轨道自主升到１４００ｋｍ的自动变轨模式,还有故障检测呼恢复算法等。     

侦察卫星战场应用综合仿真系统

研究卫星战场侦察问题,为提高效率保证变轨的姿态控制,时空关系条件是影响侦察卫星战场应用效能的重要因素,采用仿真技术作为时空关系分析的有效手段.通过建立了侦察卫星战场应用综合仿真系统,包括考虑摄动因素的卫星轨道计算模型,卫星机动变轨模型,战场目标系统模型,卫星战场应用效能评估模型.以某光学侦察卫星的变轨侦察过程为例,进行了卫星变轨过程仿真和战场应用效能评估,仿真结果表明了仿真系统的有效性,为设计提供可靠依据.     

卫星在降交点地方时不变的最优轨道转移研究北大核心CSCD

卫星在运行时要求降交点地方保持不变,而在卫星变轨前后降交点地方时不变情况下要用有限推力燃料达到最优异面轨道转移问题。针对降交点地方时不变、有限推力等难点,利用虚拟目标卫星的概念,建立了轨道转移的相对运动模型,提出了保证降交点位置不变的变轨初始条件;基于极小值原理将燃料最优变轨问题转化为两点边值问题,并采用共轭梯度法进行数值求解。针对变轨时间固定、连续推力情况,以总冲最小、满足各种约束为指标,进行了异面转移轨道的优化设计验证。仿真结果验证了卫星轨道转移策略和算法达到最优转移。     

弹道导弹变质心控制入轨研究

针对弹道导弹变质心控制问题,研究了再入段弹头机动变轨后,运用空气动力学与控制理论等基本原理,使用比例导引规律,控制变质心弹头内部质量块的移动,获得姿态角修正所需要的气动力、气动力矩,从而使进入攻击段前弹头进入惯性轨道,实现对目标的有效攻击,提高导弹的命中精度。     

基于数值求解的远程交会路径规划优化研究

研究航天器多脉冲远程交会路径规划问题,由于航天器在变轨过程中,应减少发动机燃料的消耗,有利于增加有效载荷.因此,在多冲量变轨问题描述的基础上,通过选择优化变量建立了无摄动的燃料最优和考虑摄动的燃料最优变轨优化模型,利用遗传算法、序列二次规划及GA+SQP串行混合优化算法进行优化求解,进行了数值仿真.通过仿真实现了不同脉冲次数的远程交会路径规划,并对比分析了摄动的燃料最优变轨优化模型,提出了相应的串行优化策略,通过算例对所提出的算法进行了仿真验证,实现了航天器路径规划数值优化求解的目的,可为多脉冲远程交会提供参考.     

德国专家称黑客可操控铁路系统威胁火车安全

一位互联网安全专家近日在德国柏林出席一场技术会议的时候表示,黑客可以通过超负荷的互联网流量来迫使网站关闭的技术,也可能会影响到控制火车变轨的计算机。德国达姆施塔特工业大学(Technische Universitt Darmstadt)的教授斯塔范·卡森贝斯尔(Stefan Katzen-beisser)表示,变轨系统可能会在受到攻击的情况下进入拒绝服务(denialof service)的状态,进而导致长期中断铁路运输的风险。卡森贝斯尔在接受采访时表示:"火车不会发生碰撞事件,但是正常运行肯定会受到长时间的影响。"     

基于递推二次规划算法的燃料最优有限推力远地点变轨

本文从工程实用的角度分析静止通信卫星远地点变轨优化问题，定义了目标函数，约束条件及其相应的优化参数。根据问题特点，应用递推二次规划算法进行变轨参数寻优。并用计算实例说明了此算法的有效性。     

考虑气动效应不确定性的气动辅助变轨制导算法

气动辅助变轨技术在节省推进、延长航天器寿命等方面具有可观的应用价值,但工程实践却严重受制于气动效应不确定性,因此,设计了针对气动效应不确定性的SMC-$H_2/H_\infty$鲁棒制导算法.算法基于高斯伪谱法获取的标称轨迹和控制序列,通过构建气动效应的不确定性模型,利用奇异摄动理论将气动辅助变轨飞行器动力学划分为位置和速度回路,设计滑模和鲁棒$H_2/H_\infty$控制器分别实现制导控制.进一步,通过MatLab/xPC和飞行器机载计算模块组成的实时仿真系统验证,所设计鲁棒制导算法在计算复杂度满足工程约束前提下,能够在存在气动效应不确定性的场景下实现标称轨迹的跟踪,表明所设计的鲁棒制导算法能够有效地增强系统的鲁棒性,具有重要的工程应用价值.     

自适应变结构控制在弹道导弹中段控制的应用

随着弹道导弹技术的发展,中段机动变轨需要进行高精度的姿态指向、快速的大角度机动以及有效地节省能量等复杂的姿态控制。该文将自适应变结构控制应用于弹道导弹中段姿态控制中,推导了滑模到达条件,设计了相应形式的切换函数,给出了一种参数选择方案井设计了一种控制器以抑制抖振,给出了详尽的实现方法。仿真结果表明,该方法可以很好地实现中段姿态控制。具有良好的应用意义。     

航天器智能热控技术研究现状及展望

随着航天器变轨、快速机动等复杂空间任务的发展,热控系统需要根据不同的要求进行智能化控制以满足航天器的高效可靠工作。文章首先介绍了航天器智能热控技术的分类及应用;然后,总结了国内外智能热控技术的发展现状;最后,提出了热控系统自主管理的进一步研究方向,为未来航天器的热控智能控制技术发展提供了参考依据。     

基于Simulink的导弹攻防仿真应用研究

针对导弹模型复杂,信息交互量大的特点,采用Simulink图形化、模块化的方法建立导弹弹体运动模型、导引规律模型、控制系统模型和舵机系统模型,解决了复杂动态模型建模的难点;然后在攻击导弹模型中采用机动变轨技术,增加反拦截控制模块,对攻击导弹的突防能力和防御导弹的拦截能力进行仿真验证,增强了攻防对抗的仿真效果。     

航天器近距离变轨能量时间关系研究

随着航天任务需求的多样化,对航天器轨道转移问题不但提出了最省燃料要求,还提出了最小时间要求。主要研究了航天器近距离双脉冲变轨燃料和时间最优问题,基于线性化C-W方程,推导了在轨服务器在双冲量变轨时的特征速度,以时间-燃料为指标构造了加权模型,分析单一和混合指标情况下对系统的影响后,得到了混合指标下时间和能量关系,通过设计分布估计算法,找到最优能量和相应的转移时间,使得燃料和时间的加权和最小,实现近距离变轨最优指标的精确数值模拟。从数值结果的对比分析中得出了一些有意义的结论,可供下一步研究参考。     

分布估计算法在航天器近距离最优交会中的应用

针对空间在轨服务飞行器实施近距离变轨最优化问题,探讨了在能量和时间两项指标情况下,航天器轨道机动中能量时间综合最优化的研究方法。基于C-W方程,推导了在轨服务器在双冲量变轨时的特征速度,以时间-燃料为指标构造了相应的模型,并针对基本遗传算法局部搜索能力不强的问题,采用一种新的利用统计学习手段从群体宏观角度建立描述解分布的分布估计算法。仿真结果表明,该分布估计算法可加速算法的收敛,具有良好的优化能力,能够从宏观上对整个群体建立模型,得到了混合指标下时间和能量关系,实现近距离变轨最优指标的精确数值模拟。从数值结果的对比分析中得出了一些有意义的结论,可供下一步研究参考。     

小型模块化反应堆自主控制技术的现状与发展

介绍了小型模块化反应堆的技术特点,并由此分析了其对于自主化反应堆控制系统的需求。总结了自主控制与传统自动控制的不同,提出了集成性、智能性、容错性三大特点,并给出了自主化程度的分级标准。同时,对自主控制的主要关键技术进行了识别,并介绍了自主控制架构技术、自主决策技术、容错控制技术、故障诊断技术的发展现状。提出了现有方法中亟待解决的问题。结合整个行业的发展趋势,对自主控制技术的发展进行了分析。     

航天器威胁规避智能自主控制技术研究综述

当前,轨道空间日益拥挤、太空竞争不断加剧,对航天器执行既定任务时的轨道威胁自主应对能力提出了新的挑战,使得航天器智能自主控制技术迎来新的发展机遇.在调研分析了轨道威胁感知、自主决策规划、规避机动动作执行、自主控制系统架构相关研究进展的基础上,总结提出了威胁规避智能自主控制面临的主要瓶颈问题,并分析指出发展“感知-决策-执行”一体化控制是破解瓶颈难题的有效手段,最后从一体化控制系统建模、设计、分析与验证多方面,系统讨论了威胁规避智能自主控制需要重点关注的若干基础问题,为未来航天器智能自主控制的理论研究和技术发展提供启发和参考.     

基于能量最优的多约束小卫星碰撞规避控制

针对小卫星间近距离碰撞的问题,提出一种多约束下的能量最优的碰撞规避控制.采用轨道力学和数学表征法建立惯性系下的小卫星轨道动力学模型和约束模型,根据上述模型制定碰撞规避策略,通过数值分析给出最优的轨道系下的控制方向和控制时刻,利用坐标系变换获得惯性系的控制方向,依据霍曼变轨理论给出最优条件下的速度增量.数学仿真给出有约束的碰撞规避轨迹,证明设计的碰撞规避算法的有效性和可行性.     

基于观测器跟踪非一致轨迹的迭代学习控制器设计

针对状态难以直接测量的一类不确定非线性系统,基于状态观测器进行相应的迭代学习控制设计,可实现在给定区间上对变轨迹的全局精确跟踪．当任意两次迭代的目标轨迹完全不同,并且系统状态信息不完全已知时,通过引入能量函数的方法,可以证明随迭代次数增加,跟踪误差渐近收敛至零．仿真结果验证了结果的有效性．     

返回式卫星轨道控制

本文对返回式卫星轨道控制任务、策略、系统组成、设计思想、数学模型、变轨计算等问题进行研究。