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机构
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大型低轨星座构型演化分析及维持控制策略研究
被引量:
1
1
作者
储银
李文博
+1 位作者
龚胜平
张峰
《上海航天(中英文)》
CSCD
2024年第1期24-32,共9页
针对大型低轨星座构型维持控制问题,搭建了一套星座构型演化及维持控制分析流程,适用于千颗量级的大型低轨Walker卫星星座构型演化分析及维持控制;采用去平均漂移偏差的相对构型保持方法分析星座构型演化情况,有效减小了控制频次、均衡...
针对大型低轨星座构型维持控制问题,搭建了一套星座构型演化及维持控制分析流程,适用于千颗量级的大型低轨Walker卫星星座构型演化分析及维持控制;采用去平均漂移偏差的相对构型保持方法分析星座构型演化情况,有效减小了控制频次、均衡了控制卫星分布;采用自由段维持策略有序规划各卫星位置维持控制时序和控制弧段,实现了整个星座在时间和空间维度有序、分散的控制,降低了对星座服务性能的影响。
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关键词
大
型
星座
构
型
演化
构
型
维持
控制
地球低轨卫星
智能轨迹优化
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职称材料
低轨巨型星座构型设计与控制研究进展与展望
被引量:
28
2
作者
阮永井
胡敏
云朝明
《中国空间科学技术》
CSCD
北大核心
2022年第1期1-15,共15页
近年来低轨星座计划发展迅速,低轨巨型星座已成为全球争夺空间战略资源的“新战场”。首先,概述了Telesat、OneWeb、Starlink等低轨巨型星座计划的发展现状,以及中国互联网星座计划的基本情况。在此基础上,分别从星座的任务需求、覆盖...
近年来低轨星座计划发展迅速,低轨巨型星座已成为全球争夺空间战略资源的“新战场”。首先,概述了Telesat、OneWeb、Starlink等低轨巨型星座计划的发展现状,以及中国互联网星座计划的基本情况。在此基础上,分别从星座的任务需求、覆盖特性、摄动补偿和备份策略4个方面,综述了星座的构型设计方法及其特点。然后,根据卫星从发射入轨到离轨整个星座构型的控制流程,梳理了低轨巨型卫星星座的初始化控制、保持控制、重构控制,以及卫星的碰撞规避控制和离轨控制的方法和特点。最后,对未来低轨巨型星座构型设计和构型控制技术的研究方向进行了展望。
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关键词
低轨巨
型
星座
星座
构
型
设计
任务需求
覆盖特性
摄动补偿
备份策略
星座
构
型
控制
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职称材料
低轨大规模Walker通信星座构型控制仿真系统研究
被引量:
1
3
作者
李玖阳
胡敏
+2 位作者
王许煜
云朝明
李奇
《航天控制》
CSCD
北大核心
2021年第3期69-75,共7页
设计和开发了低轨(Low earth orbit,LEO)大规模Walker通信星座构型控制仿真系统,该系统分为轨道仿真分系统、构型维持分系统、在轨重构分系统和电推进离轨分系统4个部分,分别利用两次偏置法、考虑燃耗均衡性等指标的在轨重构方法和结合...
设计和开发了低轨(Low earth orbit,LEO)大规模Walker通信星座构型控制仿真系统,该系统分为轨道仿真分系统、构型维持分系统、在轨重构分系统和电推进离轨分系统4个部分,分别利用两次偏置法、考虑燃耗均衡性等指标的在轨重构方法和结合增广拉格朗日粒子群算法(Augmented lagrangian particle swarm optimization algorithm,ALPSO)的电推进离轨方法完成针对低轨大规模Walker通信星座的构型控制仿真。实例分析表明:系统将低轨大规模Walker通信星座的相对漂移控制在10年0.1°以内,得出燃料消耗均衡性等指标最优的重构方案,并利用电推进使失效卫星在3年内离轨。
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关键词
低轨
WALKER
星座
过程仿真
构
型
控制
通信
星座
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职称材料
大型卫星编队的分布式协同姿态控制
被引量:
3
4
作者
雪丹
曹喜
《航天控制》
CSCD
北大核心
2005年第1期27-30,50,共5页
随着卫星应用的日益发展,由卫星编队来代替单颗卫星进行工作已经 成为一种趋势。大型卫星编队的构型和控制问题的研究,作为未来的空间任务 发展和设计的基础是十分重要的。本文研究由多颗卫星组成的编队,讨论了协 ...
随着卫星应用的日益发展,由卫星编队来代替单颗卫星进行工作已经 成为一种趋势。大型卫星编队的构型和控制问题的研究,作为未来的空间任务 发展和设计的基础是十分重要的。本文研究由多颗卫星组成的编队,讨论了协 同控制器的分类与结构,将编队视为一个分布式系统,其中每一颗卫星的控制系 统作为一个独立的控制单元,进行姿态协同控制器的设计。并利用李亚普诺夫 稳定性理论验证了控制器的全局稳定性,仿真结果表明这种分布式协同姿态控 制器有效可行。最后介绍了利用五自由度气浮台(Microsim)进行卫量编队协同 姿态控制的实验方法。
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关键词
卫星编队
分布式
构
型
协同
姿态
控制
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职称材料
多航天器编队在轨自主协同控制研究
被引量:
6
5
作者
张博
罗建军
袁建平
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第1期130-136,共7页
提出一种基于信息一致性的分布式协同控制策略,该策略可自主实现多航天器编队的构型建立、保持与整体机动。在该策略中,编队内各航天器均具有局部的分层控制结构:参考点一致性估计层根据各航天器初始状态与编队内信息拓扑,协商估计出多...
提出一种基于信息一致性的分布式协同控制策略,该策略可自主实现多航天器编队的构型建立、保持与整体机动。在该策略中,编队内各航天器均具有局部的分层控制结构:参考点一致性估计层根据各航天器初始状态与编队内信息拓扑,协商估计出多航天器编队整体系统基准参考点;协同制导层根据编队整体系统模型预测控制方程,采用并行计算方式,规划各航天器从初始状态到期望构型的期望重构机动路径;协同控制层采用基于二阶一致性算法的协同反馈控制律,使各航天器彼此协同地跟踪期望路径和整体机动参考信息。仿真结果表明:当信息拓扑中存在最大生成树时,该策略能够实现多航天器编队构型建立、保持与整体机动的协同控制,并具有较好鲁棒性。
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关键词
航天器
多航天器编队
一致性估计
编队
构
型
编队整体机动
协同
控制
律
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职称材料
低轨互联网星座发展研究
被引量:
8
6
作者
吴树范
王伟
+1 位作者
温济帆
吴岳东
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期1-11,共11页
近年来,随着互联网用户激增,SpaceX、OneWeb等创新型企业纷纷计划打造低轨互联网星座,引发全球低轨卫星互联网星座的发展热潮。因此,研究国内外低轨互联网星座的发展情况及当前面临的技术难题有着很重要的意义。基于此,介绍了国外具有...
近年来,随着互联网用户激增,SpaceX、OneWeb等创新型企业纷纷计划打造低轨互联网星座,引发全球低轨卫星互联网星座的发展热潮。因此,研究国内外低轨互联网星座的发展情况及当前面临的技术难题有着很重要的意义。基于此,介绍了国外具有代表性的3个低轨互联网星座计划(Starlink、OneWeb、Lightspeed)及国内星座的最新发展情况;根据低轨互联网星座的特点,着重分析了低轨互联网星座面临的五大技术挑战:星座相对运动演化预报、星座自主导航与定轨、星座构型重构的路径规划、星座自组织协同构型控制、星座通信与网络服务;根据当前低轨互联网星座的发展趋势,对中国在低轨互联网星座的发展给出了建议。
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关键词
低轨互联网
星座
星座
相对运动演化预报
星座自
主导航与定轨
星座
构
型
重
构
的路径规划
星座自组织协同构型控制
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职称材料
协同式队列控制及仿真系统搭建方法研究
被引量:
1
7
作者
韩海兰
李敏
+2 位作者
徐巍
戴一凡
卢贤票
《汽车工程师》
2021年第2期23-27,共5页
为了通过车车、车路通信实现车辆和基础设施之间智能协同,达到提高交通安全、缓解交通拥堵的目标,进行了协同式队列控制方法研究。基于车辆间信息流拓扑结构、队列几何构型、控制目标和评价指标在MATLAB/Simulink中搭建了队列速度控制...
为了通过车车、车路通信实现车辆和基础设施之间智能协同,达到提高交通安全、缓解交通拥堵的目标,进行了协同式队列控制方法研究。基于车辆间信息流拓扑结构、队列几何构型、控制目标和评价指标在MATLAB/Simulink中搭建了队列速度控制器策略。结合CarSim建立精细车辆动力学模型的优势,在CarSim中搭建队列场景工况,完成了CarSim和Simulink的联合仿真系统搭建,实现了对车辆队列场景的仿真,验证了队列控制算法的可行性,降低了实车试验时的风险,节省时间和成本。
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关键词
协同
式队列
控制
拓扑结
构
队列几何
构
型
CarSim与Simulink联合仿真
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职称材料
面向目标定位精度提升的无人机航迹规划
被引量:
4
8
作者
傅晋博
张栋
+1 位作者
王孟阳
赵军民
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期3394-3406,共13页
针对机动目标定位的精度提升问题,给出两种典型任务场景下机动目标定位的在线协同航迹规划方法。建立测向交叉目标定位模型,基于几何精度因子确定影响定位精度的因素,分析影响要素对定位精度的影响规律;对于低速机动目标定位,以几何精...
针对机动目标定位的精度提升问题,给出两种典型任务场景下机动目标定位的在线协同航迹规划方法。建立测向交叉目标定位模型,基于几何精度因子确定影响定位精度的因素,分析影响要素对定位精度的影响规律;对于低速机动目标定位,以几何精度因子为评估指标,提出一种基于变曲率杜宾斯曲线的在线协同航迹生成方法,实现协同定位最优构型的快速航迹生成;对于高速机动目标协同定位问题,建立面向目标定位精度的最优控制模型,提出一种基于内点法的罚函数协同航迹规划方法;进行数字与半实物仿真验证。研究结果表明:在两种典型任务场景下,目标协同定位精度提升36.9%和23.5%,验证了新方法的有效性,新方法对于集群协同目标定位具有工程应用价值。
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关键词
无人机
航迹规划
协同
定位
定位精度
定位
构
型
最优
控制
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职称材料
题名
大型低轨星座构型演化分析及维持控制策略研究
被引量:
1
1
作者
储银
李文博
龚胜平
张峰
机构
清华大学航天航空学院
北京航空航天大学宇航学院
军事科学院战略评估咨询中心
出处
《上海航天(中英文)》
CSCD
2024年第1期24-32,共9页
基金
国家自然科学基金(12372044)。
文摘
针对大型低轨星座构型维持控制问题,搭建了一套星座构型演化及维持控制分析流程,适用于千颗量级的大型低轨Walker卫星星座构型演化分析及维持控制;采用去平均漂移偏差的相对构型保持方法分析星座构型演化情况,有效减小了控制频次、均衡了控制卫星分布;采用自由段维持策略有序规划各卫星位置维持控制时序和控制弧段,实现了整个星座在时间和空间维度有序、分散的控制,降低了对星座服务性能的影响。
关键词
大
型
星座
构
型
演化
构
型
维持
控制
地球低轨卫星
智能轨迹优化
Keywords
mega-constellation
configuration evolution
configuration maintenance control
low-earth-orbit(LEO)satellite
intelligent trajectory optimization
分类号
TN911.73 [电子电信—通信与信息系统]
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
低轨巨型星座构型设计与控制研究进展与展望
被引量:
28
2
作者
阮永井
胡敏
云朝明
机构
航天工程大学
出处
《中国空间科学技术》
CSCD
北大核心
2022年第1期1-15,共15页
基金
国家自然科学基金(61403416)。
文摘
近年来低轨星座计划发展迅速,低轨巨型星座已成为全球争夺空间战略资源的“新战场”。首先,概述了Telesat、OneWeb、Starlink等低轨巨型星座计划的发展现状,以及中国互联网星座计划的基本情况。在此基础上,分别从星座的任务需求、覆盖特性、摄动补偿和备份策略4个方面,综述了星座的构型设计方法及其特点。然后,根据卫星从发射入轨到离轨整个星座构型的控制流程,梳理了低轨巨型卫星星座的初始化控制、保持控制、重构控制,以及卫星的碰撞规避控制和离轨控制的方法和特点。最后,对未来低轨巨型星座构型设计和构型控制技术的研究方向进行了展望。
关键词
低轨巨
型
星座
星座
构
型
设计
任务需求
覆盖特性
摄动补偿
备份策略
星座
构
型
控制
Keywords
LEO mega-constellations
constellations configuration design
mission requirements
coverage characteristics
perturbation compensation
spare strategy
constellations configuration control
分类号
P151 [天文地球—天文学]
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职称材料
题名
低轨大规模Walker通信星座构型控制仿真系统研究
被引量:
1
3
作者
李玖阳
胡敏
王许煜
云朝明
李奇
机构
航天工程大学
出处
《航天控制》
CSCD
北大核心
2021年第3期69-75,共7页
基金
国家自然科学基金(61403416)。
文摘
设计和开发了低轨(Low earth orbit,LEO)大规模Walker通信星座构型控制仿真系统,该系统分为轨道仿真分系统、构型维持分系统、在轨重构分系统和电推进离轨分系统4个部分,分别利用两次偏置法、考虑燃耗均衡性等指标的在轨重构方法和结合增广拉格朗日粒子群算法(Augmented lagrangian particle swarm optimization algorithm,ALPSO)的电推进离轨方法完成针对低轨大规模Walker通信星座的构型控制仿真。实例分析表明:系统将低轨大规模Walker通信星座的相对漂移控制在10年0.1°以内,得出燃料消耗均衡性等指标最优的重构方案,并利用电推进使失效卫星在3年内离轨。
关键词
低轨
WALKER
星座
过程仿真
构
型
控制
通信
星座
Keywords
LEO
Walker constellation
Process simulation
Construction control
Communication constellation
分类号
V412.2 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
大型卫星编队的分布式协同姿态控制
被引量:
3
4
作者
雪丹
曹喜
机构
滨哈尔滨工业大学卫星技术研究所
出处
《航天控制》
CSCD
北大核心
2005年第1期27-30,50,共5页
文摘
随着卫星应用的日益发展,由卫星编队来代替单颗卫星进行工作已经 成为一种趋势。大型卫星编队的构型和控制问题的研究,作为未来的空间任务 发展和设计的基础是十分重要的。本文研究由多颗卫星组成的编队,讨论了协 同控制器的分类与结构,将编队视为一个分布式系统,其中每一颗卫星的控制系 统作为一个独立的控制单元,进行姿态协同控制器的设计。并利用李亚普诺夫 稳定性理论验证了控制器的全局稳定性,仿真结果表明这种分布式协同姿态控 制器有效可行。最后介绍了利用五自由度气浮台(Microsim)进行卫量编队协同 姿态控制的实验方法。
关键词
卫星编队
分布式
构
型
协同
姿态
控制
Keywords
Satellite formation Decentralized configuration Coordinated attitude control
分类号
V448 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
多航天器编队在轨自主协同控制研究
被引量:
6
5
作者
张博
罗建军
袁建平
机构
西北工业大学航天学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第1期130-136,共7页
基金
高等学校博士学科点专项科研基金(20070699030)
文摘
提出一种基于信息一致性的分布式协同控制策略,该策略可自主实现多航天器编队的构型建立、保持与整体机动。在该策略中,编队内各航天器均具有局部的分层控制结构:参考点一致性估计层根据各航天器初始状态与编队内信息拓扑,协商估计出多航天器编队整体系统基准参考点;协同制导层根据编队整体系统模型预测控制方程,采用并行计算方式,规划各航天器从初始状态到期望构型的期望重构机动路径;协同控制层采用基于二阶一致性算法的协同反馈控制律,使各航天器彼此协同地跟踪期望路径和整体机动参考信息。仿真结果表明:当信息拓扑中存在最大生成树时,该策略能够实现多航天器编队构型建立、保持与整体机动的协同控制,并具有较好鲁棒性。
关键词
航天器
多航天器编队
一致性估计
编队
构
型
编队整体机动
协同
控制
律
Keywords
Spacecraft
Muhi-spacecraft formation
Consensus estimation
Formation configuration
Entire-formation maneuver
Cooperative control law
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
低轨互联网星座发展研究
被引量:
8
6
作者
吴树范
王伟
温济帆
吴岳东
机构
上海交通大学航空航天学院
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期1-11,共11页
基金
国家自然科学基金(11902175,U20B2056)。
文摘
近年来,随着互联网用户激增,SpaceX、OneWeb等创新型企业纷纷计划打造低轨互联网星座,引发全球低轨卫星互联网星座的发展热潮。因此,研究国内外低轨互联网星座的发展情况及当前面临的技术难题有着很重要的意义。基于此,介绍了国外具有代表性的3个低轨互联网星座计划(Starlink、OneWeb、Lightspeed)及国内星座的最新发展情况;根据低轨互联网星座的特点,着重分析了低轨互联网星座面临的五大技术挑战:星座相对运动演化预报、星座自主导航与定轨、星座构型重构的路径规划、星座自组织协同构型控制、星座通信与网络服务;根据当前低轨互联网星座的发展趋势,对中国在低轨互联网星座的发展给出了建议。
关键词
低轨互联网
星座
星座
相对运动演化预报
星座自
主导航与定轨
星座
构
型
重
构
的路径规划
星座自组织协同构型控制
Keywords
LEO Internet constellation
prediction of relative motion evolution of constellation
autonomous navigation and orbiting of constellation
path planning for constellation configuration reconstruction
constellation self-organizing collaborative configuration control
分类号
V221.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TB553 [理学—声学]
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职称材料
题名
协同式队列控制及仿真系统搭建方法研究
被引量:
1
7
作者
韩海兰
李敏
徐巍
戴一凡
卢贤票
机构
清华大学苏州汽车研究院
出处
《汽车工程师》
2021年第2期23-27,共5页
基金
国家重点研发计划资助(2018YFB0105201)。
文摘
为了通过车车、车路通信实现车辆和基础设施之间智能协同,达到提高交通安全、缓解交通拥堵的目标,进行了协同式队列控制方法研究。基于车辆间信息流拓扑结构、队列几何构型、控制目标和评价指标在MATLAB/Simulink中搭建了队列速度控制器策略。结合CarSim建立精细车辆动力学模型的优势,在CarSim中搭建队列场景工况,完成了CarSim和Simulink的联合仿真系统搭建,实现了对车辆队列场景的仿真,验证了队列控制算法的可行性,降低了实车试验时的风险,节省时间和成本。
关键词
协同
式队列
控制
拓扑结
构
队列几何
构
型
CarSim与Simulink联合仿真
Keywords
Collaborative platoon control
Information flow topology
Formation geometry
Co-simulation of CarSim and Simulink
分类号
U463.6 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
面向目标定位精度提升的无人机航迹规划
被引量:
4
8
作者
傅晋博
张栋
王孟阳
赵军民
机构
西北工业大学航天学院
陕西省空天飞行器设计重点实验室
西安现代控制研究所
群体协同与自主实验室
出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期3394-3406,共13页
基金
国家自然科学基金重点项目(61933010)
国家自然科学基金项目(61903301)
群体协同与自主实验室开放基金项目(QX223013402)。
文摘
针对机动目标定位的精度提升问题,给出两种典型任务场景下机动目标定位的在线协同航迹规划方法。建立测向交叉目标定位模型,基于几何精度因子确定影响定位精度的因素,分析影响要素对定位精度的影响规律;对于低速机动目标定位,以几何精度因子为评估指标,提出一种基于变曲率杜宾斯曲线的在线协同航迹生成方法,实现协同定位最优构型的快速航迹生成;对于高速机动目标协同定位问题,建立面向目标定位精度的最优控制模型,提出一种基于内点法的罚函数协同航迹规划方法;进行数字与半实物仿真验证。研究结果表明:在两种典型任务场景下,目标协同定位精度提升36.9%和23.5%,验证了新方法的有效性,新方法对于集群协同目标定位具有工程应用价值。
关键词
无人机
航迹规划
协同
定位
定位精度
定位
构
型
最优
控制
Keywords
unmanned aerial vehicle
path planning
collaborative positioning
positioning accuracy
positioning configuration
optimal control
分类号
V249 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大型低轨星座构型演化分析及维持控制策略研究
储银
李文博
龚胜平
张峰
《上海航天(中英文)》
CSCD
2024
1
在线阅读
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职称材料
2
低轨巨型星座构型设计与控制研究进展与展望
阮永井
胡敏
云朝明
《中国空间科学技术》
CSCD
北大核心
2022
28
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
低轨大规模Walker通信星座构型控制仿真系统研究
李玖阳
胡敏
王许煜
云朝明
李奇
《航天控制》
CSCD
北大核心
2021
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
大型卫星编队的分布式协同姿态控制
雪丹
曹喜
《航天控制》
CSCD
北大核心
2005
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
多航天器编队在轨自主协同控制研究
张博
罗建军
袁建平
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
6
低轨互联网星座发展研究
吴树范
王伟
温济帆
吴岳东
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
7
协同式队列控制及仿真系统搭建方法研究
韩海兰
李敏
徐巍
戴一凡
卢贤票
《汽车工程师》
2021
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
8
面向目标定位精度提升的无人机航迹规划
傅晋博
张栋
王孟阳
赵军民
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
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