火星探测器转移轨道的自主导航方法

本文针对转移轨道火星探测器对自主导航的迫切需求,提出了一种基于小行星和X射线脉冲星交互观测的自主导航方法,并结合工程任务对上述量测信息的获取方式和获取条件进行了研究,仿真结果表明,与单独基于小行星或单独基于X射线脉冲星观测的自主导航系统相比,该方法不仅可获得更高的导航精度,为转移轨道中途修正提供准确的轨道信息,且工程实现简单,是一种可行的转移轨道火星探测器自主导航方案,可为我国火星探测器自主导航系统的设计提供参考.     

带未知干扰的模块化航天器系统相对轨道的队形控制

基于多智能体系统一致性理论,在有向拓扑结构中对模块化航天器相对轨道的队形控制问题进行研究.考虑与状态相关的未知外部干扰,在存在模块质量不确定性的情形下,基于自适应增益技术,设计仅依赖模块自身及其邻近模块信息的分布式控制算法,并通过Lyapunov稳定性方法证明闭环系统是渐近稳定的.最后在Matlab/Simulink中对6个模块组成的模块化航天器系统的队形进行仿真分析,仿真结果表明所设计的控制律是有效且可行的.     

基于STM32的航天器电气负载监控系统设计

针对传统电气负载监控系统通信纠错率较低,造成航天器电气负载监控准确率较差的问题,基于STM32设计一种新的航天器电气负载监控系统;分别设计电气负载监控系统的硬件和软件;系统硬件主要设计了嵌入式数据接口以及外接设备、驱动芯片以及监控继电器控制模块,WLAN驱动芯片能够有效降低成本和功耗,提高通信速率;通过电气负载监控执行实现软件功能,建立电力负载管理中心软件,提高监控系统的通信能力,提升负载监控的准确性;实验结果表明,基于STM32的航天器电气负载监控系统通信纠错率平均值为92%,航天器电气负载监控过程误差较小,具有一定的实际应用性。     

执行器故障与饱和受限的航天器滑模容错控制

针对航天器姿态控制过程中同时存在执行器故障、安装偏差与控制受限的多约束问题,提出一种基于积分滑模面的自适应鲁棒姿态容错控制方法,所设计的控制器在满足执行器控制能力的饱和受限约束的条件下确保系统稳定;同时,通过引入控制参数在线自适应学习策略以提高对干扰、安装偏差以及故障变化的鲁棒性,进而减小对这些信息的依赖能力,并基于Lyapunov方法分析了系统稳定性.通过数值仿真结果表明,提出的自适应积分滑模容错控制算法能有效的保证执行器故障时航天器姿态控制系统的稳定性,并具有较强的鲁棒性.     

一种基于并联机构的航天器姿态模拟装置的设计开发

航天器发射升空前进行地面测试和试验是航天器研制过程中的重要环节。文中针对一种基于并联机构的姿态模拟装置的设计开发,从位置分析、速度分析和虚拟样机的建造和仿真分析等方面对3UPS-PU并联机构进行研究,完成姿态模拟装置的设计,为航天器装配、试验和测试设备的设计提供一种新的思路。     

基于机械臂运动的组合航天器惯性参数在轨辨识

随着空间技术发展,交会对接任务越来越多,服务航天器与目标航天器对接形成组合航天器后惯性参数会发生明显变化。因此,提出一种基于机械臂运动的组合航天器惯性参数在轨辨识方法。该方法可以分为2步:第一步辨识组合航天器的质量和质心;第二步辨识组合航天器的惯性张量。该方法优点是实现了质量、质心与惯性张量等辨识参数的相互解耦,不需要消耗航天器上宝贵的喷气燃料,仅需要测量航天器的速度,而不是加速度和力。仿真结果验证了方法的有效性。     

MEMS陀螺在航天器控制系统中的应用评述

在分析MEMS陀螺在空间应用优势基础上,对MEMS陀螺的空间适应性进行了分析,提出了其在空间系统中的应用途径,通过国内外应用情况表明:MEMS陀螺能够广泛应用于航天器控制系统,并随着工艺水平的提高,将成为航天器控制系统的最佳选择.     

Robustness of ISS systems to inputs with limited moving average: Application to spacecraft formations

We provide a theoretical framework that fits realistic challenges related to spacecraft formation with disturbances. We show that the input‐to‐state stability of such systems guarantees some robustness with respect to a class of signals with bounded average‐energy, which encompasses the typical disturbances acting on spacecraft formations. Solutions are shown to converge to the desired formation, up to an offset, which is somewhat proportional to the considered moving average of disturbances. In the presence of fast peaking perturbations, the approach provides a tighter evaluation of the disturbances' influence, which allows for the use of more parsimonious control gains. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Adaptive Fuzzy PD+ Control for Attitude Maneuver of Rigid Spacecraft

In this paper, an adaptive fuzzy PD+ controller is proposed for the attitude maneuver of rigid spacecraft. The novel controller adjusts the gains of the PD+ attitude controller online according to attitude errors and angular velocity errors during the maneuver procedure. Therefore, quick response and avoidance of actuator saturation can be achieved simultaneously. Furthermore, the adaptation mechanism is designed, based on Lyapunov theory, to guarantee the stability of the closed‐loop system. To achieve good performance of the closed‐loop system under the constraint of actuator saturation, controller parameter optimization is developed on the basis of a genetic algorithm. Simulation results show that the transient performance and robustness against parametric uncertainty and environmental disturbance of the adaptive fuzzy PD+ controller are better than those of a constant PD+ controller.     

基于无线传感器网络的飞行器测控通信系统测量方案设计

针对目前航天飞行器测控通信系统测量参数种类和数量不断增加,系统可靠性要求越来越高,同时系统重量及设备体积约束日益严格的问题,提出了采用基于无线传感器网络的飞行器测量方案,方案重点从节点配置、时间同步、网络拓扑及能源供应等方面进行阐述和分析,最后给出了应解决的关键技术攻关方向。