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基于PLS-SEM的航天器控制系统能力建模方法
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作者 黄元 魏春岭 +1 位作者 严晗 郝仁剑 《中国空间科学技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第2期98-108,共11页
为提升航天任务完成品质,航天器需根据任务及环境针对性调整自身能力,而对航天器控制系统高层次能力的定量刻画,即系统能力建模是实现上述调整的重要理论依据。针对一类航天器姿态控制系统,提出一种基于偏最小二乘-结构方程模型(partial... 为提升航天任务完成品质,航天器需根据任务及环境针对性调整自身能力,而对航天器控制系统高层次能力的定量刻画,即系统能力建模是实现上述调整的重要理论依据。针对一类航天器姿态控制系统,提出一种基于偏最小二乘-结构方程模型(partial least square structural equation model,PLS-SEM)的航天器控制系统能力建模方法,实现对包括控制能力、观测能力等抽象能力的定量描述。首先,根据航天器闭环控制系统的结构要素,综合设计能力建模所需的指标类型,生成建模数据样本。在此基础上,设计并构建SEM框架下的能力变量体系,进而通过PLS算法完成模型路径、载荷、权重等关键参数的确定,并对所得PLS-SEM能力模型的结构方程与测量方程的有效性、可信性等分别进行评估。最终,根据航天器PLS-SEM能力模型对控制系统的各抽象能力进行定量描述与分析,验证本文所提出建模方法的可行性。 展开更多
关键词 结构方程模型 偏最小二乘方法 航天器控制系统 能力模型 因子分析
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CPS在航天器控制系统中的应用分析 被引量:13
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作者 杨孟飞 王磊 +1 位作者 顾斌 赵雷 《空间控制技术与应用》 2012年第5期8-13,33,共7页
航天器控制系统是一种典型的信息-物理融合系统(CPS),应用CPS技术将是提高航天器控制系统设计正确性和效率的一个重要途径.在探讨CPS系统特征和CPS技术研究的进展以及分析航天器控制系统的技术特点的基础上,分析了在航天器控制系统中应... 航天器控制系统是一种典型的信息-物理融合系统(CPS),应用CPS技术将是提高航天器控制系统设计正确性和效率的一个重要途径.在探讨CPS系统特征和CPS技术研究的进展以及分析航天器控制系统的技术特点的基础上,分析了在航天器控制系统中应用CPS技术的可行性,提出了基于CPS技术的系统设计的新思路和技术途径,并研究了在航天器控制系统中应用CPS技术需解决的问题和面临的挑战. 展开更多
关键词 信息-物理融合系统 航天器控制系统 应用分析
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面向资源约束航天器控制系统的故障检测研究 被引量:4
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作者 刘文静 王南华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1527-1533,共7页
针对航天器控制系统的闭环特性和星载计算机存储空间和计算能力等资源受限的特点,研究基于互质分解技术和Youla参数化方法的故障检测方法。考虑航天器控制系统动力学方程和运动学方程,建立线性化系统模型,并给出状态空间表达形式;以状... 针对航天器控制系统的闭环特性和星载计算机存储空间和计算能力等资源受限的特点,研究基于互质分解技术和Youla参数化方法的故障检测方法。考虑航天器控制系统动力学方程和运动学方程,建立线性化系统模型,并给出状态空间表达形式;以状态观测器为基础,利用互质分解技术和Youla参数化方法分别研究控制信号和控制误差与残差的关系,进而给出只与控制信号和控制误差相关的残差设计方法;建立卫星闭环姿态控制系统仿真平台对算法进行仿真验证。仿真结果表明:由于在故障检测过程中避免了观测器的并行运行,因此所提方法在保证故障检测性能的前提下减少了计算量。 展开更多
关键词 故障检测 资源约束 航天器控制系统 互质分解
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机理与数据融合的航天器控制系统数字孪生建模方法 被引量:15
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作者 宁之成 刘潇翔 王淑一 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2022年第2期1-7,共7页
针对航天器空间运行环境复杂、地面建模存在未知误差的工程实际问题,依据数字孪生思想,提出一种将机理与数据融合进行航天器控制系统建模的方法.基于详细机理模型,通过LSTM网络挖掘地面测试数据、在轨遥测数据中的信息,对机理模型与物... 针对航天器空间运行环境复杂、地面建模存在未知误差的工程实际问题,依据数字孪生思想,提出一种将机理与数据融合进行航天器控制系统建模的方法.基于详细机理模型,通过LSTM网络挖掘地面测试数据、在轨遥测数据中的信息,对机理模型与物理实体的偏差进行数据驱动建模,综合获得高精度的系统级及部件级模型.对航天器控制系统典型部件的仿真结果表明,该建模方法构建的模型能够对多维度特性进行更精准地刻画,有效提升控制系统建模精度,为航天器控制系统在轨精准性能评估和智能健康管理奠定重要基础. 展开更多
关键词 航天器控制系统 数字孪生 机理模型 数据驱动 LSTM网络
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基于内部1553B总线的航天器控制系统可测试性框架设计与验证 被引量:4
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作者 王海博 袁利 《空间控制技术与应用》 2014年第2期26-30,共5页
可测试性设计是提升系统研制效率和测试品质的重要方法.给出基于内部1553B总线的航天器控制系统可测试性设计的分层递阶结构,建立可测试性设计的模型框架,并对基于1553B总线的航天器控制系统可测试性设计的技术实现进行了分析.最后利用T... 可测试性设计是提升系统研制效率和测试品质的重要方法.给出基于内部1553B总线的航天器控制系统可测试性设计的分层递阶结构,建立可测试性设计的模型框架,并对基于1553B总线的航天器控制系统可测试性设计的技术实现进行了分析.最后利用TEAMS软件结合实例进行可测试性设计仿真评估,评估结果证明了这种可测试性设计方法的有效性. 展开更多
关键词 可测试性设计 可测试性标准 基于总线的体系结构 航天器控制系统
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基于零和微分博弈的航天器编队通信链路故障容错控制
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作者 任好 马亚杰 +1 位作者 姜斌 刘成瑞 《自动化学报》 北大核心 2025年第1期174-185,共12页
针对可能由不确定干扰和网络攻击引起的通信链路故障的航天器编队控制系统,提出一种基于零和微分博弈的最优容错控制方法.该方法通过构建描述编队协同控制的性能函数,将通信链路故障容错控制问题等效转换为零和微分博弈模型.采用Hamilto... 针对可能由不确定干扰和网络攻击引起的通信链路故障的航天器编队控制系统,提出一种基于零和微分博弈的最优容错控制方法.该方法通过构建描述编队协同控制的性能函数,将通信链路故障容错控制问题等效转换为零和微分博弈模型.采用Hamilton-Jacobi-Isaacs(HJI)方程和极小极大原则设计博弈中的优化解,并利用自适应动态规划算法对其进行在线逼近,以获得编队的最优容错控制策略,保证航天器通信链路故障下的在轨稳定性和最优性能.仿真结果表明了本文设计的分布式最优容错控制律的有效性. 展开更多
关键词 自适应动态规划 通信链路故障 容错控制 航天器编队控制系统 零和微分博弈
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一种现代航天器飞行控制系统及其容错技术研究 被引量:1
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作者 段海滨 于秀芬 王道波 《电光与控制》 2004年第3期40-43,共4页
 阐述了一种现代航天器飞行控制系统的组成原理及其类别,阐述了时分复用和波分复用的性能特点,进一步提出了光纤多路发送软件、接收软件的设计技术。在详尽介绍容错技术的基础上,设计了一种现代航天器飞行控制系统三余度容错技术方案...  阐述了一种现代航天器飞行控制系统的组成原理及其类别,阐述了时分复用和波分复用的性能特点,进一步提出了光纤多路发送软件、接收软件的设计技术。在详尽介绍容错技术的基础上,设计了一种现代航天器飞行控制系统三余度容错技术方案。实例仿真验证表明,本文所设计的现代航天器容错系统是可行的,并具有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 航天器飞行控制系统 光纤 容错技术 TMRS
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网络控制系统及其在航天领域中的应用研究 被引量:3
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作者 刘伟 陈曦 +2 位作者 杨秀山 吴如煊 胡瑛 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2015年第1期56-60,共5页
网络控制系统作为新近出现并兴起的控制系统,其系统结构优秀,能够较好地满足航天器的自主性和智能性的要求,代表了航天器控制系统未来的发展趋势。从网络控制系统共性问题和航天领域专有问题进行了系统地分析,重点讨论航天器总线选用原... 网络控制系统作为新近出现并兴起的控制系统,其系统结构优秀,能够较好地满足航天器的自主性和智能性的要求,代表了航天器控制系统未来的发展趋势。从网络控制系统共性问题和航天领域专有问题进行了系统地分析,重点讨论航天器总线选用原则、可靠性及拓扑结构、总线负载、总线时延影响因素、通用仿真平台和网络消息调度等问题,并提出了相关的设计和实现方法。 展开更多
关键词 航天器网络控制系统 可靠性分析 网络调度 通用仿真平台
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冗余飞轮姿控系统控制分配与重构研究 被引量:5
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作者 赵阳 张大伟 田浩 《空间控制技术与应用》 2010年第1期1-6,30,共7页
针对具有多冗余执行机构的航天器姿态控制系统,给出了处理冗余的控制分配方案,该方案考虑了幅值和速度约束条件并实现了二次最优.仿真验证了分配环节的有效性,并比较了不同求解算法下的动态分配效果.针对执行机构可能出现的故障,提出了... 针对具有多冗余执行机构的航天器姿态控制系统,给出了处理冗余的控制分配方案,该方案考虑了幅值和速度约束条件并实现了二次最优.仿真验证了分配环节的有效性,并比较了不同求解算法下的动态分配效果.针对执行机构可能出现的故障,提出了结合故障诊断与隔离系统的执行环节控制重构方法,实现了机构故障下的容错控制,通过卫星姿态跟踪控制仿真,验证了分配和重构环节与控制回路的相容性. 展开更多
关键词 航天器姿态控制系统 冗余飞轮 控制分配 控制重构
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基于1D-CNN的卫星姿态控制系统故障诊断方法 被引量:6
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作者 闻新 龙弟之 +1 位作者 王俊鸿 魏炳翌 《兵工自动化》 2020年第7期1-6,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 故障诊断 卷积神经网络 航天器姿态控制系统 反作用飞轮
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基于多频H_∞最优观测器的航天器故障诊断
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作者 王宇雷 李传江 +1 位作者 马广富 张德新 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2010年第3期443-446,共4页
针对航天器姿态控制系统中的陀螺故障,利用控制输入信息,依据故障信号频率,使用LMI分别设计多组H∞最优故障观测器。该方法无需其他测量校验,能够克服传统诊断方法对星敏感器的依赖;同时扩展H∞观测器的设计自由度,降低惯量不确定性对... 针对航天器姿态控制系统中的陀螺故障,利用控制输入信息,依据故障信号频率,使用LMI分别设计多组H∞最优故障观测器。该方法无需其他测量校验,能够克服传统诊断方法对星敏感器的依赖;同时扩展H∞观测器的设计自由度,降低惯量不确定性对系统诊断精度的影响。在Matlab/Simulink环境下对航天器姿态系统进行了仿真,仿真结果表明:提出的控制算法处理航天器陀螺故障问题的有效性和可行性。 展开更多
关键词 航天器姿态控制系统 故障诊断 H∞最优故障观测器 多频观测器
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Research on Maneuverability of Moving Centroid Warhead
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作者 林鹏 周凤岐 周军 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS 2007年第3期199-202,共4页
The dynamic equations of the moving centroid warhead are derived, simplified and linearized, and a transfer function from moving mass displacement to normal overload of the warhead is obtained. Thus, the normal overlo... The dynamic equations of the moving centroid warhead are derived, simplified and linearized, and a transfer function from moving mass displacement to normal overload of the warhead is obtained. Thus, the normal overload can be calculated when the mass moves to any different places. The research results provide a necessary theoretic reference for general design of control system of the moving centroid warhead. 展开更多
关键词 航天器控制系统 移动轨迹 操纵性 过载
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