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约束陀螺柔性体执行机构优化配置和主动振动控制 被引量：4
1
作者 贾世元 贾英宏 +3 位作者 徐世杰 卢山 侯月阳 王奉文 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1297-1306,共10页
研究了约束陀螺柔性体上执行机构的优化配置和主动振动控制,通过对带有变速控制力矩陀螺的单陀螺柔性体的模型简化,得到了线性化的约束陀螺柔性体的动力学模型。提出一种约束陀螺柔性体执行机构优化配置的新方法,该方法直接基于振动响... 研究了约束陀螺柔性体上执行机构的优化配置和主动振动控制,通过对带有变速控制力矩陀螺的单陀螺柔性体的模型简化,得到了线性化的约束陀螺柔性体的动力学模型。提出一种约束陀螺柔性体执行机构优化配置的新方法,该方法直接基于振动响应和振动能量对陀螺执行机构进行配置。优化配置的目标函数为线性二次型最优控制的最优值。将优化配置问题转化为整数组合优化问题,使用遗传算法（GAs）求解给定数目执行机构优化配置的组合问题。研究了执行机构在不同安装方向下的优化配置情况,优化配置的构型用于陀螺柔性体的主动振动控制。数值仿真校验了优化配置方法及结果的可行性和有效性。 展开更多
关键词 约束陀螺柔性体 优化配置 遗传算法 振动抑制
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基于扩充合同网的微纳星群任务优化分配
2
作者 莫璐荧 周川 +2 位作者 郭健 韩飞 孙玥 《控制工程》 北大核心 2025年第6期1145-1152,共8页
针对分布式微纳卫星集群协同空间观测任务分配中分配实时性和观测效益的问题,在传统合同网的基础上进行扩充,优化分配结果。在原有的招标-投标-评标3个环节中,主星在招标环节一次性发布所有任务,从星只选择综合收益高的任务投标,主星只... 针对分布式微纳卫星集群协同空间观测任务分配中分配实时性和观测效益的问题,在传统合同网的基础上进行扩充,优化分配结果。在原有的招标-投标-评标3个环节中,主星在招标环节一次性发布所有任务,从星只选择综合收益高的任务投标,主星只将中标结果返回给中标从星,并将剩余任务返回其余从星。该流程节省了主星的评标时间,同时,从星的选择性投标能够有效提高整体收益。最后,通过仿真验证了所提出的扩充合同网算法的分配时间更短,且得到的总体收益更高。 展开更多
关键词 扩充合同网 微纳星群 任务分配 综合收益
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基于APSO的微纳卫星编队轨迹规划方法
3
作者 刘金魁 郭健 +2 位作者 周川 吴益飞 韩飞 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期457-462,共6页
针对微纳卫星编队在指定时间内由初始构型到指定构型的路径规划问题,提出了一种基于自适应惯性权重粒子群优化(adaptive-inertial-weightedparticleswarmoptimization,APSO)算法的轨迹规划方法。首先,通过Radau伪谱法将轨迹规划的连续... 针对微纳卫星编队在指定时间内由初始构型到指定构型的路径规划问题,提出了一种基于自适应惯性权重粒子群优化(adaptive-inertial-weightedparticleswarmoptimization,APSO)算法的轨迹规划方法。首先,通过Radau伪谱法将轨迹规划的连续最优控制问题离散化为参数优化的非线性规划(nonlinear programming, NLP)问题;其次,采用APSO算法对NLP问题求解,避免了复杂梯度求解困难的问题,同时降低了计算量;最后,通过仿真实验表明,所提方法可在更短时间内求得满足约束条件的最优轨迹,以完成在线轨迹规划任务。 展开更多
关键词 卫星编队 轨迹规划 Radau伪谱法 APSO
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浙江大学皮星二号实时精密自主定轨算法与半实物仿真 被引量：1
4
作者 王瞧 金小军 +4 位作者 阳芳 李东俊 杜耀珂 徐兆斌 金仲和 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1193-1199,共7页
本文研究了基于星载GPS的简化动力学实时精密自主定轨模型和算法,并将实时自主定轨软件应用于浙江大学皮星二号(ZDPS-2)在轨飞行任务中去。本文阐述了软件所采用的动力学模型、观测模型和估计算法框架,以及实现时所采取的可靠性设计方... 本文研究了基于星载GPS的简化动力学实时精密自主定轨模型和算法,并将实时自主定轨软件应用于浙江大学皮星二号(ZDPS-2)在轨飞行任务中去。本文阐述了软件所采用的动力学模型、观测模型和估计算法框架,以及实现时所采取的可靠性设计方法。在此基础上,利用GRACE卫星GPS接收机在轨数据,对该自主研发的实时精密自主定轨软件进行了验证。结果表明:实时定轨位置精度在X、Y、Z三轴上的RMS(Root-Mean-Square)值分别为1.313 3 m、0.905 2 m、0.964 8 m,速度精度在X、Y、Z三轴上的RMS值分别为2.1 mm/s、1.2 mm/s、1.5 mm/s,接近国际研究水平。此外,基于皮星二号任务载荷-微型单频GPS接收机进行了半实物仿真试验。结果表明:定轨位置精度达到5 m左右,速度精度达到10 mm/s以内,与接收机自身定轨软件解算结果对比,定轨精度得到大幅提升,使其能满足一般皮纳卫星的应用需求。 展开更多
关键词 实时定轨 ZDPS-2 GRACE卫星 半实物仿真 GPS接收机
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基于卡尔曼滤波和RTS事后平滑的GNSS共视时间比对算法 被引量：4
5
作者 程禹 吴限德 +3 位作者 韩华 谢亚恩 邓月 宋婷 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期915-920,共6页
基于GNSS时间比对是时间同步、授时等的关键,是校正GNSS接收设备时间差、改进其设计和性能的重要措施。针对GNSS信号传播过程中的电离层时延和对流层时延问题,以及地球自转效应对信号和卫星位置解算的影响,将卡尔曼滤波和RTS事后平滑相... 基于GNSS时间比对是时间同步、授时等的关键,是校正GNSS接收设备时间差、改进其设计和性能的重要措施。针对GNSS信号传播过程中的电离层时延和对流层时延问题,以及地球自转效应对信号和卫星位置解算的影响,将卡尔曼滤波和RTS事后平滑相结合,以提高时间比对精度。算法结果表明:对流层延时、电流曾延时、地球自转效应等链路延时、可提高公示时间比对精度;并且卡尔曼滤波和RTS事后平滑相结合的事后共视算法的精度可以达到2 ns。 展开更多
关键词 时间比对 共视 电离层延时 对流层延时 KALMAN滤波 RTS平滑 地球自转效应 传输时延
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基于自适应简化容积卡尔曼滤波的编队卫星相对导航 被引量：4
6
作者 穆建君 周川 +2 位作者 郭健 韩飞 孙玥 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期365-372,共8页
针对在星间相对导航中噪声的统计特性未知可能引起滤波估计精度下降甚至发散的问题,提出了一种自适应简化容积卡尔曼滤波(ASCKF)算法。将Sage-Husa自适应滤波与容积卡尔曼滤波(CKF)相结合,通过容积规则摆脱线性滤波的局限性。改进Sage-H... 针对在星间相对导航中噪声的统计特性未知可能引起滤波估计精度下降甚至发散的问题,提出了一种自适应简化容积卡尔曼滤波(ASCKF)算法。将Sage-Husa自适应滤波与容积卡尔曼滤波(CKF)相结合,通过容积规则摆脱线性滤波的局限性。改进Sage-Husa噪声估计器以避免噪声方差在线估计可能出现的非正定现象,从而保证了滤波器对噪声统计变化的自适应能力。结合编队卫星运动模型的特点,用常规卡尔曼滤波(KF)的时间更新代替相应的容积变换过程,在不影响滤波器性能的前提下减少了运算量。仿真结果表明:在测量噪声统计特性未知的情况下,与CKF相比,该文算法对相对状态的估计精度提高了近25%,同时滤波器的稳定性也得到了提高。 展开更多
关键词 自适应卡尔曼滤波 容积卡尔曼滤波 编队卫星 相对导航 容积规则 噪声估计器 时间更新 容积变换
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高动态条件下星斑模拟与星点提取方法 被引量：7
7
作者 潘迪 周琦 +2 位作者 刘轩 刘冰 方慧 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期135-145,共11页
提出了一种高动态条件下星斑模拟及星点目标提取方法。首先,基于黑体辐射建立星点静态像斑模型;其次,基于星体模糊模型和Bresenham直线生成算法生成动态星点像斑模板;再次,利用生成的模板和相关模板匹配法在星跟踪波门内实现星体目标粗... 提出了一种高动态条件下星斑模拟及星点目标提取方法。首先,基于黑体辐射建立星点静态像斑模型;其次,基于星体模糊模型和Bresenham直线生成算法生成动态星点像斑模板;再次,利用生成的模板和相关模板匹配法在星跟踪波门内实现星体目标粗定位并进行伪星点剔除;最后,利用质心法在粗定位区域提取星点质心。实验结果表明,该方法能够适应各种长度的曝光时间,并实现星敏感器在3°/s条件下的稳定跟踪。在曝光时间50ms,角速度3°/s的条件下,星对角距误差为10",平均提取率为97%,与传统方法相比,分别提高了78.4%和36.6%。 展开更多
关键词 星敏感器 高动态 星点拖尾 直线生成 星点提取 模板匹配
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一种仿生附着装置柔顺关节的优化设计
8
作者 崔永灿 宋婷 +1 位作者 孙俊 楚中毅 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2660-2666,共7页
为提高仿生附着装置在捕获空间非合作目标物时对目标运动参数的适应性,设计了一种3自由度串联柔顺关节,可通过关节嵌入系统后的协调运动来辅助装置被动适应运动目标物姿态,并在运动过程中基于弹簧、阻尼缓冲器组成的关节柔顺机构及其能... 为提高仿生附着装置在捕获空间非合作目标物时对目标运动参数的适应性,设计了一种3自由度串联柔顺关节,可通过关节嵌入系统后的协调运动来辅助装置被动适应运动目标物姿态,并在运动过程中基于弹簧、阻尼缓冲器组成的关节柔顺机构及其能量耗散原理来降低目标物动能。为验证、优化关节性能,通过ADAMS虚拟样机软件建立了基于柔顺关节的仿生附着装置捕获过程运动学与动力学模型,分析了柔顺关节3组弹簧刚度系数、黏滞阻尼系数对非合作目标物捕获状态的影响,并利用ADAMS-iSIGHT联合仿真平台,通过多岛遗传算法对上述弹簧、阻尼器的重要参数进行了优化,极大提高了柔顺关节的能量耗散效果,同时保证了可捕获目标物运动参数达到规定要求。 展开更多
关键词 在轨捕获 非合作目标 柔顺关节 仿生附着装置 参数优化
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一种机械臂末端旋拧工具的设计 被引量：1
9
作者 于学文 侯月阳 +2 位作者 卢山 章晓明 王奉文 《机电工程》 CAS 2017年第9期971-975,共5页
针对航天器在轨精细操作应用需求,对螺钉旋拧工具进行了研究,设计了一种适用于空间机械臂自主旋拧螺钉的末端工具。该工具由机械臂末端关节电机驱动旋转,利用电磁铁对螺钉吸附、夹持和释放,通过复位弹簧的压缩和复位实现了对螺钉的随动... 针对航天器在轨精细操作应用需求,对螺钉旋拧工具进行了研究,设计了一种适用于空间机械臂自主旋拧螺钉的末端工具。该工具由机械臂末端关节电机驱动旋转,利用电磁铁对螺钉吸附、夹持和释放,通过复位弹簧的压缩和复位实现了对螺钉的随动而不需在旋拧过程中改变机械臂的整体位置和姿态,以臂上力矩传感器实时监测了拧紧力矩。提出了基于智能手眼相机识别与测量的柔顺自适应旋拧方法,并在地面仿真模拟操作中对测量精度和旋拧力矩进行了测试。试验结果表明:所设计的末端旋拧工具机械结构简单,易于操作控制,实现了设计功能,能可靠地对螺钉进行旋拧作业并合理控制拧紧力矩。 展开更多
关键词 空间机械臂 末端工具 拧螺钉 电磁铁 复位弹簧
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基于地平仪的惯性-天文组合导航 被引量：1
10
作者 王献忠 张肖 张丽敏 《导航定位学报》 2016年第3期26-30,共5页
针对惯性导航由于加速度计存在漂移不能长时间使用,以及传统滤波算法复杂不适合工程应用等问题,提出一种基于星敏感器与地平仪确定的地心指向偏差修正惯导输出的惯性天文组合导航算法,阐述了算法原理及实现过程,并分析了工程应用方式。... 针对惯性导航由于加速度计存在漂移不能长时间使用,以及传统滤波算法复杂不适合工程应用等问题,提出一种基于星敏感器与地平仪确定的地心指向偏差修正惯导输出的惯性天文组合导航算法,阐述了算法原理及实现过程,并分析了工程应用方式。最后通过仿真实验证明该方法可以抑制惯性导航累积误差,且算法简单、易于工程实现。 展开更多
关键词 惯性导航 天文导航 星敏感器 地平仪 卫星
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