改进的强跟踪平方根UKF在卫星导航中应用 被引量：20

1

作者 李敏 王松艳 +1 位作者 张迎春 李化义 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期1858-1865,共8页

针对应用于受不确定性干扰和噪声影响的卫星自主导航系统中的无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)存在估计精度低、跟踪性能差和鲁棒性弱等缺陷,提出一种改进的强跟踪平方根UKF(strong tracking square-root UKF,STSRUKF)导航... 针对应用于受不确定性干扰和噪声影响的卫星自主导航系统中的无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)存在估计精度低、跟踪性能差和鲁棒性弱等缺陷,提出一种改进的强跟踪平方根UKF(strong tracking square-root UKF,STSRUKF)导航方法。该方法中利用星敏感器和光学导航相机设计出导航方案,并通过转换方程将间接量测量转换为观测量。针对平方根UKF(square-root UKF,SRUKF)在高阶系统中因为sigma点的零权值系数是负的或者数值计算误差太大时而可能造成滤波器发散问题,采用一种改良的平方根分解方法,改善了滤波器的稳定性。同时,基于强跟踪滤波器理论(strong tracking filters,STF),引入多重自适应衰减因子调节协方差矩阵,使得滤波器具有强跟踪能力和克服系统模型不确定的鲁棒性,改善了滤波器的估计精度。将该方法应用于卫星自主导航系统中,实验仿真结果表明,相对于平方根UKF和STF,该方法不仅保证了系统的可靠性,还提高系统的导航精度和改善系统的鲁棒性及跟踪能力。 展开更多

关键词 卫星导航系统 不确定性干扰 改进的强跟踪平方根无迹卡尔曼滤波 鲁棒性

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于迭代学习观测器的卫星姿态控制系统的鲁棒容错控制 被引量：13

2

作者 管宇 张迎春 +1 位作者 沈毅 贾庆贤 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1080-1086,共7页

针对卫星在轨运行时存在执行机构故障和空间干扰问题,提出了一种将迭代学习与未知输入观测器(IL-UIO)相结合的鲁棒容错控制方法。该方法在继承了未知输入观测器干扰解耦优点的同时,运用迭代学习技术,利用前一时刻姿态角速度偏差和IL-UI... 针对卫星在轨运行时存在执行机构故障和空间干扰问题,提出了一种将迭代学习与未知输入观测器(IL-UIO)相结合的鲁棒容错控制方法。该方法在继承了未知输入观测器干扰解耦优点的同时,运用迭代学习技术,利用前一时刻姿态角速度偏差和IL-UIO输入来更新当前故障信息,实现了执行机构的在线故障重构。进一步基于Lyapunov方法从理论上证明了设计的IL-UIO鲁棒稳定性和姿态角速度偏差一致有界性。最后,建立卫星闭环姿态控制系统对方法进行验证,仿真结果验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 迭代学习 未知输入观测器 故障重构 鲁棒容错控制 卫星姿控系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

卫星姿态控制系统故障重构观测器设计 被引量：14

3

作者 贾庆贤 张迎春 +1 位作者 陈雪芹 李化义 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期442-450,共9页

对于卫星姿态控制系统,提出一种基于PD型学习观测器(Learning observer,LO)的系统故障重构方法。在P型LO的学习算法基础上引入测量输出估计误差的微分项,设计了一种PD型LO,估计卫星姿态角速度和姿态角的同时,快速精确重构卫星执行机构... 对于卫星姿态控制系统,提出一种基于PD型学习观测器(Learning observer,LO)的系统故障重构方法。在P型LO的学习算法基础上引入测量输出估计误差的微分项,设计了一种PD型LO,估计卫星姿态角速度和姿态角的同时,快速精确重构卫星执行机构故障。给出了所提观测器的稳定性条件,并基于线性矩阵不等式技术提出一种系统化PD型LO设计方法。进一步,将所提PD型LO设计扩展用于卫星姿态敏感器故障的快速重构。最后,将所提方法应用于微小卫星推力器故障重构和陀螺故障重构,仿真结果校验了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 卫星姿态控制系统 故障重构 学习观测器 线性矩阵不等式

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于迭代学习-未知输入观测器的卫星姿控系统鲁棒故障重构 被引量：9

4

作者 贾庆贤 张迎春 +1 位作者 沈毅 吴丽娜 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期120-124,共5页

针对卫星姿控系统出现执行机构故障,提出一种基于迭代学习-未知输入观测器(iterative learning-unknown input observer,IL-UIO)的鲁棒故障重构方法。首先,考虑卫星出现空间干扰力矩、模型不确定性以及陀螺漂移,建立小角度机动时的非线... 针对卫星姿控系统出现执行机构故障,提出一种基于迭代学习-未知输入观测器(iterative learning-unknown input observer,IL-UIO)的鲁棒故障重构方法。首先,考虑卫星出现空间干扰力矩、模型不确定性以及陀螺漂移,建立小角度机动时的非线性姿控系统模型。其次,采用UIO干扰解耦原理和H!控制思想,设计IL-UIO估计卫星姿态欧拉角和角速度的同时,利用IL算法实现执行机构鲁棒故障重构。并利用Lyapunov稳定性理论证明了IL-UIO稳定性和动态故障偏差最终有界,通过线性矩阵不等式(linear matrix inequaliry,LMI)工具箱求解了观测器部分参数矩阵。最后,建立卫星闭环姿控系统并进行仿真,仿真结果验证了此方法的有效性。 展开更多

关键词 故障重构 卫星姿控系统 迭代学习观测器 未知输入观测器

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于信息融合的大椭圆轨道卫星组合导航方法 被引量：7

5

作者 李璟璟 张迎春 +1 位作者 郑靖 高岱 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1233-1240,共8页

为了实现大椭圆轨道卫星自主、连续的导航信息输出,提出了一种天文导航与GPS导航相结合的组合导航方法。单纯的以星光仰角为观测量的天文导航方法在近地点由于动力学特性变化剧烈,其导航精度严重下降。而能够实现高精度导航的GPS导航方... 为了实现大椭圆轨道卫星自主、连续的导航信息输出,提出了一种天文导航与GPS导航相结合的组合导航方法。单纯的以星光仰角为观测量的天文导航方法在近地点由于动力学特性变化剧烈,其导航精度严重下降。而能够实现高精度导航的GPS导航方法,受到导航卫星高度的限制,GPS信号无法较好地覆盖远地点。考虑到两种方法的特点,本文采用UKF滤波方法进行信息融合。当卫星进入近地点附近,主要通过GPS实现精确导航,同时通过信息融合修正估计方差阵,进而对天文导航估计进行修正。当卫星在远地点时,则主要采用天文导航方法。仿真结果表明,所提出的组合导航方法,能够弥补两种导航方法的不足,实现整个卫星在轨运行中自主、连续的导航信息输出,其导航精度较单纯的天文导航方法提高61.2%～82.7%。 展开更多

关键词 大椭圆 天文导航 GPS 信息融合 组合导航

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于强跟踪的平方根 UKF 的卫星姿态确定算法 被引量：6

6

作者 王松艳 李敏 +2 位作者 张迎春 祝宝龙 李化义 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期111-118,共8页

针对受不确定性干扰的影响卫星姿态确定系统,SRUKF存在跟踪能力弱、估计精度低和鲁棒性差等问题,本文根据强跟踪滤波(STF)原理,提出了一种改进的强跟踪平方根UKF算法。该方法中,采用基于等价变化的方法来计算自适应渐消因子,避免了Jacob... 针对受不确定性干扰的影响卫星姿态确定系统,SRUKF存在跟踪能力弱、估计精度低和鲁棒性差等问题,本文根据强跟踪滤波(STF)原理,提出了一种改进的强跟踪平方根UKF算法。该方法中,采用基于等价变化的方法来计算自适应渐消因子,避免了Jacobian矩阵的计算;引入两个多重自适应渐消因子矩阵,保证了协方差矩阵的对称性;利用改进的平方根分解方法,改善了滤波器的稳定性。实验仿真结果表明,相对于SRUKF和STF,本文提出的强跟踪平方根UKF具有更好的稳定性、鲁棒性和对突变状态的跟踪能力。 展开更多

关键词 四元数 QR分解 卫星姿态确定系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

多GNSS掩星大气探测卫星星座设计 被引量：5

7

作者 梁斌 王珏瑶 +1 位作者 李成 魏世隆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期334-340,共7页

为减少无线电掩星(RO)大气探测星座的卫星数量并增加探测数据量,将北斗(BD)和GPS、Galileo、GLONASS共同作为探测信源,提出一种多全球导航卫星系统(GNSS)掩星大气探测星座概念和优化设计方法。融合先验大气模型和二维射线追踪算法,建立... 为减少无线电掩星(RO)大气探测星座的卫星数量并增加探测数据量,将北斗(BD)和GPS、Galileo、GLONASS共同作为探测信源,提出一种多全球导航卫星系统(GNSS)掩星大气探测星座概念和优化设计方法。融合先验大气模型和二维射线追踪算法,建立兼容多GNSS信源的掩星事件前向模拟算法,实现掩星事件快速精确仿真;给出多GNSS掩星大气探测星座参数对探测性能的影响特性,降低了星座模型的复杂度;并利用改进的蚁群算法实现星座参数寻优。设计结果与COSMICII星座相比,卫星数量减少2颗,探测数据量增加了40%,探测均匀性提高了67%。 展开更多

关键词 全球导航卫星系统 无线电掩星 低轨卫星 卫星星座 蚁群算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

脉冲星导航试验卫星时间数据分析与脉冲轮廓恢复 被引量：14

8

作者 黄良伟 帅平 +15 位作者 张新源 陈绍龙 徐立宏 杨哲 邓楼楼 陈建武 石永强 薛力军 丁强强 吴耀军 贝晓敏 蒙静 林晴晴 陈强 张倩 张恒彬 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期1-10,共10页

脉冲星导航试验卫星(X-ray Pulsar-based Navigation-1,XPNAV-1)是中国致力于脉冲星导航空间试验验证的首颗试验卫星,旨在研究X射线光子时间数据处理分析方法,通过实测数据恢复脉冲轮廓,以验证使用国产X射线探测器观测脉冲星的能力。文... 脉冲星导航试验卫星(X-ray Pulsar-based Navigation-1,XPNAV-1)是中国致力于脉冲星导航空间试验验证的首颗试验卫星,旨在研究X射线光子时间数据处理分析方法,通过实测数据恢复脉冲轮廓,以验证使用国产X射线探测器观测脉冲星的能力。文章对XPNAV-1卫星科学试验任务作了介绍,给出了光子时间数据处理的步骤,建立了脉冲星X射线大尺度延时模型;针对XPNAV-1卫星实测蟹状星云(Crab)脉冲星数据,借助大尺度延时模型将光子到达时间改正到了惯性参考点,使用历元折叠方法获得了Crab脉冲星脉冲轮廓曲线,其特征的双峰结构表明国产探测器成功实测了Crab脉冲星观测。 展开更多

关键词 X射线脉冲星 脉冲星导航试验卫星 蟹状星云脉冲星 X射线探测器 脉冲轮廓 历元折叠

在线阅读 下载PDF 职称材料

脉冲星导航试验卫星科学观测数据分析 被引量：18

9

作者 帅平 张新源 +6 位作者 黄良伟 陈绍龙 邓楼楼 陈建武 石永强 薛立军 丁强强 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2017年第2期1-6,共6页

脉冲星导航试验卫星是我国发射的一颗专用试验卫星.经过4个多月的在轨观测,该卫星已成功获取了大量观测数据.介绍利用该卫星搭载的掠入射聚焦型X射线探测器在近4个月中对PSR B0531+21获得的观测数据第一批处理结果.本文详细阐述掠入射... 脉冲星导航试验卫星是我国发射的一颗专用试验卫星.经过4个多月的在轨观测,该卫星已成功获取了大量观测数据.介绍利用该卫星搭载的掠入射聚焦型X射线探测器在近4个月中对PSR B0531+21获得的观测数据第一批处理结果.本文详细阐述掠入射聚焦型X射线探测器的观测模式,给出脉冲星观测数据的处理方法以及脉冲星参数的拟合过程,利用基于第一手观测数据的脉冲星精化参数验证掠入射聚焦型探测器在轨工作性能,得以回答使用国产X射线探测器是否能够"看得见"脉冲星问题. 展开更多

关键词 脉冲星导航 飞行试验 数据分析 X射线探测器 轮廓折叠

在线阅读 下载PDF 职称材料

首颗脉冲星导航试验卫星及其观测结果 被引量：17

10

作者 帅平 刘群 +7 位作者 黄良伟 张新源 陈绍龙 薛力军 丁强强 邓楼楼 陈建武 胡慧君 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期281-287,共7页

2016年,中国成功发射全球首颗脉冲星导航专用试验卫星——X射线脉冲星导航1号(XPNAV-1)。该卫星是一颗重量为243kg的小卫星,其主要任务是测试X射线探测器性能,观测典型脉冲星和尝试验证脉冲星导航系统体制。目前,XPNAV-1卫星在轨运行状... 2016年,中国成功发射全球首颗脉冲星导航专用试验卫星——X射线脉冲星导航1号(XPNAV-1)。该卫星是一颗重量为243kg的小卫星,其主要任务是测试X射线探测器性能,观测典型脉冲星和尝试验证脉冲星导航系统体制。目前,XPNAV-1卫星在轨运行状态良好,已实施4颗典型X射线脉冲星和4颗X射线双星观测,以及相关科学试验。主要观测结果包括三个方面:首先,通过观测数据处理,获得X射线光子的流量、能谱分布、时间间隔、周期特征和脉冲轮廓等重要观测结果,并建立蟹状星云(Crab)脉冲星的计时模型,其计时精度达到55.14μs;其次,XPNAV-1卫星捕捉到Crab脉冲星于2017年11月发生的一次巨大周期跃变事件,并对其恢复过程进行了长达4个月的监测;最后,采用新提出的基于法平面几何约束的脉冲星自主导航算法得到轨道确定精度为38.4km。结果表明XPNAV-1卫星空间飞行试验达到预期目标,初步验证了脉冲星导航系统体制的可行性。 展开更多

关键词 X射线脉冲星 空间导航试验 任务设计 脉冲星观测 计时模型 周期跃变

在线阅读 下载PDF 职称材料

壁挂式主频可调变截面小卫星结构设计与验证 被引量：5

11

作者 曾惠忠 刘志全 +1 位作者 闫峰 刘芃 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期147-153,共7页

针对多星并联布局"一箭多星"发射小卫星的模式,为降低星箭连接界面结构受力、提高卫星结构对不同运载火箭的主频适应性、提高星内设备安装空间利用率,本文设计了一种壁挂式主频可调变截面小卫星结构。对该卫星结构,开展了基... 针对多星并联布局"一箭多星"发射小卫星的模式,为降低星箭连接界面结构受力、提高卫星结构对不同运载火箭的主频适应性、提高星内设备安装空间利用率,本文设计了一种壁挂式主频可调变截面小卫星结构。对该卫星结构,开展了基于有限元方法的模态和静力分析验证,还开展了地面鉴定级振动试验验证和在轨飞行试验验证。分析和试验结果表明,壁挂式卫星结构相比底部连接式卫星结构,星箭连接界面受力可降低67.7%;在不增加卫星结构质量的前提下,仅通过安装或拆卸主传力路径上的部分连接螺钉,就能实现卫星3个方向一阶频率10 Hz左右的可调范围;采用沿运载火箭轴线方向横截面大小可变的变截面结构设计,可将星内设备安装空间的利用率由等截面卫星结构的49.1%提高到74.2%。 展开更多

关键词 一箭多星 小卫星结构 壁挂式 主频可调 变截面

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于新型学习观测器的卫星执行机构故障重构 被引量：2

12

作者 贾庆贤 张承玺 +1 位作者 李化义 张迎春 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期2835-2841,共7页

针对在轨微小卫星出现执行机构故障的情况,提出了一种基于非线性学习观测器(nonlinear learning observer, NLO)的卫星姿控执行机构故障重构方法。文中结合迭代学习算法和递推学习算法,设计了一种新型自适应学习算法,该算法应用前一时... 针对在轨微小卫星出现执行机构故障的情况,提出了一种基于非线性学习观测器(nonlinear learning observer, NLO)的卫星姿控执行机构故障重构方法。文中结合迭代学习算法和递推学习算法,设计了一种新型自适应学习算法,该算法应用前一时刻和当前时刻的姿态敏感器测量输出误差在线更新故障重构信号,使得所提NLO在估计卫星姿态角速度和姿态角的同时,能够快速精确在线重构卫星姿控执行机构故障。进一步给出了所提NLO的稳定性条件,并结合线性矩阵不等式技术给出了NLO增益矩阵的详细设计方法。最后,将所提方法应用于微小卫星姿控推力器故障重构,仿真结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 卫星姿态控制系统 故障重构 学习观测器 线性矩阵不等式

在线阅读 下载PDF 职称材料

微小卫星三轴稳定磁控算法工程应用 被引量：4

13

作者 袁勤 寇义民 +1 位作者 季艳波 李春 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期28-33,共6页

为降低微小卫星的成本和提高卫星可靠性,研究采用磁力矩器作为唯一执行机构对卫星进行三轴姿态稳定的问题。利用线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)最优控制理论分别设计无限时间状态调节器和定常增益状态调节器,实现纯... 为降低微小卫星的成本和提高卫星可靠性,研究采用磁力矩器作为唯一执行机构对卫星进行三轴姿态稳定的问题。利用线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)最优控制理论分别设计无限时间状态调节器和定常增益状态调节器,实现纯磁控下的微小卫星对地三轴稳定控制。同时结合卫星实际工程应用,以在轨飞行的"开拓一号"卫星为研究对象,分析卫星惯量积、轨道倾角、剩磁干扰、气动干扰等因素对控制精度的影响。仿真结果表明LQR控制器具有稳定性和实用性,在小干扰情况下,控制精度较高。 展开更多

关键词 微小卫星 三轴姿态稳定 磁控 最优控制 控制精度

在线阅读 下载PDF 职称材料

倾斜轨道对地指向小卫星对日跟踪姿态控制算法 被引量：1

14

作者 刘燎 孙华苗 +1 位作者 李立涛 张迎春 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2018年第2期35-40,共6页

固定安装太阳电池阵形式的对地指向小卫星,运行在倾斜轨道时太阳电池阵光照条件恶劣,限制了小卫星的应用。文章研究了对地指向小卫星姿态跟踪控制,提出了控制算法。首先,对太阳电池阵法线和太阳方向矢量进行分析,得到最优的偏航角、偏... 固定安装太阳电池阵形式的对地指向小卫星,运行在倾斜轨道时太阳电池阵光照条件恶劣,限制了小卫星的应用。文章研究了对地指向小卫星姿态跟踪控制,提出了控制算法。首先,对太阳电池阵法线和太阳方向矢量进行分析,得到最优的偏航角、偏航角速度和偏航角加速度。然后,基于卫星姿态动力学给出了3个互相垂直安装的反作用飞轮控制律,并利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环控制系统的渐近稳定性。以某小卫星为例,对控制算法进行验证,结果表明:文章提出的控制算法具有很好的实用性,控制律有效,能达到太阳电池阵跟踪太阳的效果。 展开更多

关键词 倾斜轨道小卫星 太阳电池阵 光照条件 姿态跟踪 控制稳定性

在线阅读 下载PDF 职称材料

微小卫星三轴磁强计测量误差校正方法 被引量：3

15

作者 刘燎 孙华苗 +2 位作者 何波 薛力军 张迎春 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2018年第1期89-95,共7页

微小卫星在轨进行磁阻尼和磁定姿时,要利用三轴磁强计测量磁场强度,由温度变化引起的测量误差大大降低了测量精度,因而要对测量误差进行校正。文章提出一种校正方法,通过分析三轴磁强计的测量误差建立误差校正模型,利用磁环境模拟器的... 微小卫星在轨进行磁阻尼和磁定姿时,要利用三轴磁强计测量磁场强度,由温度变化引起的测量误差大大降低了测量精度,因而要对测量误差进行校正。文章提出一种校正方法,通过分析三轴磁强计的测量误差建立误差校正模型,利用磁环境模拟器的磁场强度、温度及三轴磁强计的输出电压,对三轴磁强计进行温度建模,利用伪逆法求得三轴磁强计的标定系数,再利用标定系数和零位电压对温度进行线性拟合,可实现三轴磁强计测量的温度补偿。在温度可变的磁环境模拟器中采用校正方法对三轴磁强计进行测试,结果显示该校正方法具有很好的实用性。 展开更多

关键词 微小卫星 三轴磁强计 温度模型 标定系数 线性拟合

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于COTS的高性价比微小卫星研制管理模式研究 被引量：2

16

作者 刘小彬 薛力军 苏燕 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2017年第5期113-120,共8页

为实现微小卫星"新、快、好、省"的核心价值,通过开拓一号卫星和脉冲星试验卫星研制实践,对基于商用现货产品(COTS)的微小卫星研制管理模式开展了深入研究,建立COTS的微小卫星通用产品体系,探索实践"设计-制造"的... 为实现微小卫星"新、快、好、省"的核心价值,通过开拓一号卫星和脉冲星试验卫星研制实践,对基于商用现货产品(COTS)的微小卫星研制管理模式开展了深入研究,建立COTS的微小卫星通用产品体系,探索实践"设计-制造"的卫星研制流程,形成一套COTS选用、筛选和应用的产品保证方法,确保卫星型号研制进度、质量、成本和风险可控,为加速推进微小卫星产业化发展探索实践了有效的管理途径。 展开更多

关键词 商用现货产品 产品体系 “设计-制造”流程 产品保证方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

应用GNSS定位数据的微小卫星自主导航方案设计 被引量：1

17

作者 刘燎 吴爱国 +2 位作者 陶钊榕 孙华苗 谢成清 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2019年第5期7-12,共6页

为了提高微小卫星的自主能力,设计应用全球卫星导航系统(GNSS)定位数据的微小卫星自主导航方案,可进行自主轨道确定和轨道预报。GNSS接收机生成的定位数据发送给自主导航模块,利用扩展卡尔曼(Kalman)滤波进行导航运算。同时,定位数据发... 为了提高微小卫星的自主能力,设计应用全球卫星导航系统(GNSS)定位数据的微小卫星自主导航方案,可进行自主轨道确定和轨道预报。GNSS接收机生成的定位数据发送给自主导航模块,利用扩展卡尔曼(Kalman)滤波进行导航运算。同时,定位数据发送给星历模型生成器,后者基于解析轨道模型来估计平均轨道参数。当GNSS接收机出现故障后,估计得到的轨道参数可作为备份,确保卫星在轨飞行时能获得轨道信息。利用MATLAB软件进行数学仿真,结果表明:对于700 km的近地圆轨道,滤波精度在25 m以内,5天内的预报精度在15 km以内,证明导航方案具有很好的实用性。 展开更多

关键词 微小卫星 自主导航 扩展卡尔曼滤波 轨道预报

在线阅读 下载PDF 职称材料

保持基座稳定的双臂空间机器人轨迹规划研究 被引量：21

18

作者 徐文福 王学谦 +1 位作者 薛强 梁斌 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期69-80,共12页

针对双臂空间机器人在轨执行任务中需要利用平衡臂稳定基座的问题,提出了两种典型应用需求—基座质心位置稳定、基座姿态和质心位置同时稳定的协调规划方法.首先,提出了"系统质心等效机械臂"的概念并推导其运动学模型,基于此... 针对双臂空间机器人在轨执行任务中需要利用平衡臂稳定基座的问题,提出了两种典型应用需求—基座质心位置稳定、基座姿态和质心位置同时稳定的协调规划方法.首先,提出了"系统质心等效机械臂"的概念并推导其运动学模型,基于此模型的位置级反解规划平衡臂的运动轨迹,使基座质心位置稳定在期望位置;其次,根据角动量守恒定律确定反作用飞轮的运动速度,将飞轮与平衡臂的运动相结合,同时稳定基座姿态和质心位置;最后,建立双臂空间机器人系统的多体动力学模型并开展仿真研究.所提出的方法克服了以往基于微分运动学所无法回避的奇异问题,且不对平衡臂的质量特性和安装位置作特殊规定,仿真结果证明了方法的有效性. 展开更多

关键词 空间机器人 双臂协调 目标捕获 路径规划

在线阅读 下载PDF 职称材料

高轨非合作目标多视线分布式相对导航方法 被引量：19

19

作者 高学海 梁斌 +1 位作者 潘乐 杜晓东 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期292-299,共8页

针对仅采用单视线难于实现高轨非合作目标的远距离自主相对导航问题,提出基于双空间机器人的多视线分布式相对导航方法。首先,建立基于多视线测量的相对导航模型,并给出空间机器人与非合作目标的相对动力学模型;然后,为降低集中式滤波... 针对仅采用单视线难于实现高轨非合作目标的远距离自主相对导航问题,提出基于双空间机器人的多视线分布式相对导航方法。首先,建立基于多视线测量的相对导航模型,并给出空间机器人与非合作目标的相对动力学模型;然后,为降低集中式滤波相对导航的维数,设计分布式滤波的相对导航方法,采用扩展卡尔曼滤波算法实现相对运动估计;最后,建立数学仿真模型,对多视线分布式滤波相对导航算法及可观测性进行仿真校验,仿真结果表明该方法是稳定有效的。 展开更多

关键词 非合作目标 多视线 分布式相对导航 地球静止轨道 空间机器人

在线阅读 下载PDF 职称材料

航天器抓捕后复合体系统稳定的协调控制研究 被引量：17

20

作者 刘厚德 梁斌 +2 位作者 李成 徐文福 史也 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期920-929,共10页

针对航天器抓捕后由于系统质量特性和动量的改变而导致复合体系统失稳的问题,提出了两种基于角动量守恒的协调控制方法:关节阻尼控制和关节函数参数化协调控制。这两种方法通过对各关节和飞轮的速度进行协调规划和控制,实现对系统角动... 针对航天器抓捕后由于系统质量特性和动量的改变而导致复合体系统失稳的问题,提出了两种基于角动量守恒的协调控制方法:关节阻尼控制和关节函数参数化协调控制。这两种方法通过对各关节和飞轮的速度进行协调规划和控制,实现对系统角动量的管理和重分配,在实现对目标进行停靠的同时,保证了基座的稳定性。两种方法各有优缺点,其中,关节函数参数化在实现系统稳定的同时还可使机械臂处于期望的臂型,以方便开展在轨维修等服务操作。所提出的方法将实际飞轮作为动量交换装置,具有很好的工程可实现性。仿真结果验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 自旋航天器 复合体系统 协调控制 角动量管理

在线阅读 下载PDF 职称材料