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空间智能控制技术国家级重点实验室第三届学术研讨会征文通知
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《空间控制技术与应用》 2009年第2期F0003-F0003,共1页
关键词 智能控制技术 重点实验室 学术研讨会 国家级 空间 征文通知 深空探测 航天器
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小天体表面重建技术及在自主光学导航中的应用
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作者 田启航 刘一武 +4 位作者 王立 闫斯畅 林大泳 华宝成 梁潇 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第5期75-90,共16页
自主光学导航是飞行器实时定轨中的一项关键技术。对于深空小天体任务,由于通信时延的限制,地面可干预的制导方法能力上明显受限。在上行链路带宽有限及目标物理特性未知的情况下,该问题将会变得更加棘手。因此,星上自主的相对导航系统... 自主光学导航是飞行器实时定轨中的一项关键技术。对于深空小天体任务,由于通信时延的限制,地面可干预的制导方法能力上明显受限。在上行链路带宽有限及目标物理特性未知的情况下,该问题将会变得更加棘手。因此,星上自主的相对导航系统具有不言自明的意义。针对未来小天体探测任务中的自主光学导航问题进行了研究,提出了一种基于视觉成像数据的测量框架。该测量框架由地面支持系统及星上特征识别系统两部分组成。地面支持系统集成了运动恢复结构及立体光度法两种主要测量方式,用于不同图像分辨率下导航特征的制备工作,主要包括小天体全球模型及局部区域陆标地图。星上特征识别系统主要利用制导、导航与控制系统(GNC)提供的先验知识及地面上注的导航特征,实时生成预测图像,并与实拍图像进行配准。修正后的方位测量值可作为星上导航滤波器的输入,用于更新飞行器状态。首次提出使用ICQ模型进行在轨面目标视线跟踪,所需上注数据量仅为常规模型的20%,可实现3%目标像素直径的指向测量精度。首次应用频域掩膜NCC技术实现在轨特征识别,相比于传统标准NCC,在相同测量精度条件下,计算效率可提升约1个数量级。以实际在轨数据及仿真验证为例,对该框架的测量原理及性能进行了论述。所提出的框架可实现自主及高效的飞行器定位。 展开更多
关键词 运动恢复结构 立体光度法 自主光学导航 小天体 制导、导航与控制
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空间多体系统轨道姿态及机械臂一体化控制 被引量:6
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作者 魏春岭 袁泉 +1 位作者 张军 王梦菲 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期252-258,共7页
针对在轨服务等新型任务对航天器快速机动能力的大幅提高,研究了卫星基座和机械臂构成的空间多体系统的轨道、姿态和机械臂的一体化控制设计问题。首先,建立了空间多体系统的动力学模型;然后,基于退步控制思想,设计了卫星基座、姿态与... 针对在轨服务等新型任务对航天器快速机动能力的大幅提高,研究了卫星基座和机械臂构成的空间多体系统的轨道、姿态和机械臂的一体化控制设计问题。首先,建立了空间多体系统的动力学模型;然后,基于退步控制思想,设计了卫星基座、姿态与机械臂一体化控制器,并证明了系统的稳定性,由于利用了空间多体系统的所有自由度,相比传统的基座停控或只控制基座姿态而轨道停轨的方法,极大地提高了系统的适应能力,可同时实现空间大范围的轨道转移、姿态机动,同时利用机械臂对目标进行精确操作控制。通过建立完整的空间多体系统仿真模型,对控制器进行仿真,达到了同时进行轨道、姿态及机械臂末端机动的控制目的,并验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 空间多体系统 机械臂 轨道控制 姿态控制 姿态轨道一体化控制
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地外天体着陆巡视探测自主智能技术进展 被引量:8
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作者 吴克 李文博 +3 位作者 张哲 黄晓峰 张天柱 王彤 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1129-1142,共14页
以月球、火星和小行星等地外天体着陆巡视探测任务为背景,对自主智能技术的发展现状、应用情况与未来趋势进行了分析研究。回顾了目前国内外地外天体着陆巡视探测任务的实施情况;从导航定位与环境感知、轨迹优化与制导控制、自主探测与... 以月球、火星和小行星等地外天体着陆巡视探测任务为背景,对自主智能技术的发展现状、应用情况与未来趋势进行了分析研究。回顾了目前国内外地外天体着陆巡视探测任务的实施情况;从导航定位与环境感知、轨迹优化与制导控制、自主探测与路径规划、故障诊断与自主处理等四个方面,阐述了该领域自主智能技术的研究现状,并对未来发展态势进行了展望。 展开更多
关键词 地外天体 月球着陆巡视 火星着陆巡视 自主智能技术
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深空探测自主导航与控制技术综述 被引量:38
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作者 王大轶 黄翔宇 《空间控制技术与应用》 2009年第3期6-12,43,共8页
深空探测自主导航与控制技术是深空探测任务成功实施的关键。基于开展深空探测自主导航与控制技术研究的迫切性,综合分析和评述深空探测自主导航与控制技术的研究进展,着重分析深空探测自主导航与控制的必要性和国外深空探测自主导航与... 深空探测自主导航与控制技术是深空探测任务成功实施的关键。基于开展深空探测自主导航与控制技术研究的迫切性,综合分析和评述深空探测自主导航与控制技术的研究进展,着重分析深空探测自主导航与控制的必要性和国外深空探测自主导航与控制技术的研究发展趋势,提出深空探测自主导航与控制的关键技术,根据分析,提出了发展深空探测自主导航与控制技术的建议。 展开更多
关键词 深空探测 自主导航与控制
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包含密集模态的空间结构的模糊主动振动控制 被引量:5
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作者 刘潇翔 胡军 《空间控制技术与应用》 2010年第4期18-24,共7页
分析和总结了典型密频系统特性及其对控制的影响.针对密频系统的模态不稳定特性及密集模态的低可控度问题,引入一定数量的压电类智能结构作为传感器和作动器,基于独立模态空间设计了针对结构包含密集模态的参数自调整模糊主动振动控制系... 分析和总结了典型密频系统特性及其对控制的影响.针对密频系统的模态不稳定特性及密集模态的低可控度问题,引入一定数量的压电类智能结构作为传感器和作动器,基于独立模态空间设计了针对结构包含密集模态的参数自调整模糊主动振动控制系统.该系统对密频系统的不确定性和溢出干扰项具有鲁棒性,且能充分利用作动器的作动能力,在作动能力有限的前提下,相比于传统控制方法可更为有效地抑制结构振动.最后以典型密频系统在轨工作时受到的两种主要激励模式为例,仿真证实了该方案的正确性和有效性. 展开更多
关键词 空间结构 密集模态 模态不稳定 模糊振动控制
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一种星载控制计算机智能容错方法 被引量:5
7
作者 龚健 杨孟飞 《空间控制技术与应用》 2008年第6期29-33,共5页
深空探测任务对星载控制计算机的智能性、环境适应性和自主性提出新的需求。介绍目前星载控制计算机容错方法的进展情况,提出可进化硬件容错这种可用于星载控制计算机容错设计的智能容错方法,给出该方法的3种实现结构,即并行结构、串行... 深空探测任务对星载控制计算机的智能性、环境适应性和自主性提出新的需求。介绍目前星载控制计算机容错方法的进展情况,提出可进化硬件容错这种可用于星载控制计算机容错设计的智能容错方法,给出该方法的3种实现结构,即并行结构、串行结构和具有故障检测功能的串行结构,并对各种结构进行分析和比较。最后,用仿真验证平台验证了串行结构的可行性和容错性。 展开更多
关键词 容错 智能 可进化硬件 星载控制计算机
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带有时滞修正的空间密频结构模糊振动控制 被引量:1
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作者 刘潇翔 胡军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1932-1938,共7页
针对密频系统的模态不稳定特性和低可控度给主动振动控制带来的困难,阐明了模糊理论对空间密频结构控制设计及时滞修正的适用性。基于针对密频结构的参数自调整模糊振动控制系统,分析了传感器时滞对振动控制效果的影响,并就此设计了针... 针对密频系统的模态不稳定特性和低可控度给主动振动控制带来的困难,阐明了模糊理论对空间密频结构控制设计及时滞修正的适用性。基于针对密频结构的参数自调整模糊振动控制系统,分析了传感器时滞对振动控制效果的影响,并就此设计了针对密频时滞系统的难以定量化和不确定性的模糊时滞修正策略,在优化振动控制系统性能的同时,大大降低了对控制量的需求。通过对典型空间密频结构在轨受到的两种主要激励模式下的振动控制仿真,证明了理论的正确性和方法的有效性。 展开更多
关键词 空间结构 密集模态 不确定性 低可控度 模糊理论 时滞修正
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空间机器人退步控制器设计 被引量:1
9
作者 张军 胡海霞 邢琰 《空间控制技术与应用》 2009年第1期7-12,共6页
针对带任意节机械臂的空间机器人,采用退步法设计了基座姿态与机械臂受控的复合控制器。所设计的控制器以机械臂末端在工作空间中的位置和姿态、机械臂在关节空间中的关节角、关节角速度、基座姿态角和姿态角速度为反馈变量,可直接实现... 针对带任意节机械臂的空间机器人,采用退步法设计了基座姿态与机械臂受控的复合控制器。所设计的控制器以机械臂末端在工作空间中的位置和姿态、机械臂在关节空间中的关节角、关节角速度、基座姿态角和姿态角速度为反馈变量,可直接实现机械臂在工作空间的控制任务,避免了从工作空间到关节空间的运动学规划及Jacobian矩阵求导,同时,通过对基座的姿态控制能扩展机器人的功能,改善机械臂的动力学奇异特性。以某个带有6节机械臂的空间机器人为背景进行了数学仿真,验证了所设计的控制器的有效性。 展开更多
关键词 空间机器人 建模 退步控制
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嫦娥六号环月飞行双环容错姿态控制 被引量:1
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作者 张洪华 关轶峰 +11 位作者 李骥 于洁 陈尧 王志文 张晓文 张录晨 李林峰 孙国健 王振华 郭敏文 李晓锋 高锡珍 《中国空间科学技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第5期15-22,共8页
嫦娥六号着陆器和上升器组合体(着上组合体)环月飞行阶段,利用安装于上升器的10 N发动机(可形成力偶控制方式)和安装于着陆器的150 N发动机进行姿态控制。根据发动机安装布局,当力偶控制方式下某10 N发动机常关故障、其配对使用的10 N... 嫦娥六号着陆器和上升器组合体(着上组合体)环月飞行阶段,利用安装于上升器的10 N发动机(可形成力偶控制方式)和安装于着陆器的150 N发动机进行姿态控制。根据发动机安装布局,当力偶控制方式下某10 N发动机常关故障、其配对使用的10 N发动机正常工作时,推进系统将产生与期望相反的控制力矩,导致姿态发散。为了保证在10 N发动机故障情况下着上组合体姿态稳定,给出了双环容错姿态控制策略,包括10 N发动机内环控制和150 N发动机外环控制。数学仿真结果表明,着上组合体环月飞行阶段双环容错姿态控制下,10 N发动机故障后,着上组合体姿态可以稳定在给定范围内。针对配置力偶姿控发动机和冗余发动机的探测器,采用双环容错姿态控制策略,可以有效应对力偶姿控发动机故障影响,保证探测器姿态稳定。 展开更多
关键词 嫦娥六号 环月 发动机 容错 姿态控制 相平面
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组合体航天器姿态的智能自适应控制方法 被引量:5
11
作者 于欣欣 解永春 《空间控制技术与应用》 2009年第1期36-41,46,共7页
研究了交会对接后组合体航天器构型变化带来的姿态控制问题,对执行机构在控制量受限时的控制能力进行了分析,应用基于特征模型的智能自适应控制方法,设计了能适用于不同构型的姿态控制器,分别对组合体在直线构型和L构型对接情况下进行... 研究了交会对接后组合体航天器构型变化带来的姿态控制问题,对执行机构在控制量受限时的控制能力进行了分析,应用基于特征模型的智能自适应控制方法,设计了能适用于不同构型的姿态控制器,分别对组合体在直线构型和L构型对接情况下进行了数学仿真,仿真结果验证了智能自适应控制方法可行并且具有一定的优越性。 展开更多
关键词 组合体航天器 智能自适应控制方法 特征模型 控制能力
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基于PLS-SEM的航天器控制系统能力建模方法 被引量:1
12
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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天琴一号卫星加速度模式无拖曳控制 被引量:12
13
作者 苟兴宇 王丽娇 +2 位作者 李明群 蒋庆华 王绍凯 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期603-610,共8页
结合卫星加速度模式无拖曳控制系统一般组成、各环节典型模型、常见控制器及天琴一号空间惯性基准建立试验卫星的采样周期与控制周期,着眼于工程实际问题的挖掘与解决,重点阐述了该卫星CIC滤波器组频响特性等效、加速度模式无拖曳控制... 结合卫星加速度模式无拖曳控制系统一般组成、各环节典型模型、常见控制器及天琴一号空间惯性基准建立试验卫星的采样周期与控制周期,着眼于工程实际问题的挖掘与解决,重点阐述了该卫星CIC滤波器组频响特性等效、加速度模式无拖曳控制系统稳定裕度及残余加速度指标分析与综合等技术内容。研究表明,多周期离散系统真实稳定裕度难于准确预测;积分系数是决定PSD指标的关键参数;抗混淆滤波器是提升时域残余加速度指标的关键环节,且有利于抑制高频数据在PSD低中频段的高频折叠;在未引入抗混淆滤波器的情形下,频域指标统计应以进入控制器的残余加速度数据为准。在轨飞行试验结果与仿真结果基本吻合。 展开更多
关键词 天琴一号卫星 加速度模式 无拖曳控制 CIC滤波器组 系统分析与综合
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星敏感器空间辐射效应研究 被引量:17
14
作者 周建涛 蔡伟 +1 位作者 武延鹏 卢欣 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期24-30,共7页
星敏感器作为一类高灵敏度光电集成部件,易受空间辐射的影响造成性能退化和工作异常。分析星敏感器的辐射效应机理并制定相应的防护对策,既是当前可靠性增长的基础,也是今后高性能星敏感器发展的必然要求,而国内尚缺少对这一问题的详细... 星敏感器作为一类高灵敏度光电集成部件,易受空间辐射的影响造成性能退化和工作异常。分析星敏感器的辐射效应机理并制定相应的防护对策,既是当前可靠性增长的基础,也是今后高性能星敏感器发展的必然要求,而国内尚缺少对这一问题的详细论述。阐述了空间辐射环境和星敏感器的组成以及工作原理,综述分析了空间辐射效应机理和对星敏感器产生的影响,并介绍了国外在相应防护对策上的经验,更进一步对影响星敏感器较为严重的瞬态效应做了较为深入的探讨。 展开更多
关键词 空间辐射环境 星敏感器 辐射效应 瞬态效应
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高超声速飞行器控制研究综述 被引量:87
15
作者 吴宏鑫 孟斌 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期756-765,共10页
高超声速飞行器控制研究主要讨论吸气式高超声速飞行器巡航控制问题和无动力高超声速飞行器返回再入控制问题.吸气式的高超声速飞行器主要针对于两种构型:锥体加速器构型和X-30构型,无动力高超声速飞行器主要考虑X-33和X-38构型.分别对... 高超声速飞行器控制研究主要讨论吸气式高超声速飞行器巡航控制问题和无动力高超声速飞行器返回再入控制问题.吸气式的高超声速飞行器主要针对于两种构型:锥体加速器构型和X-30构型,无动力高超声速飞行器主要考虑X-33和X-38构型.分别对锥体加速器构型、X-30构型和再入模式的动力学模型和控制进行了综述,并指出了近来高超声速飞行器控制研究的热点问题. 展开更多
关键词 高超声速飞行器 动力学建模 控制 再入 机体发动机一体化
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高超声速飞行器再入姿态鲁棒控制 被引量:15
16
作者 赖薇 孟斌 孙洪飞 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1287-1297,共11页
本文针对气动参数和惯性参数不确定性,同时考虑反作用控制系统(RCS)参与控制,设计高超声速再入飞行器的鲁棒自适应控制器.根据奇异摄动理论将整个控制系统分为快、慢两个回路分别进行设计,将各回路的不确定参数写成矢量的形式,并用自适... 本文针对气动参数和惯性参数不确定性,同时考虑反作用控制系统(RCS)参与控制,设计高超声速再入飞行器的鲁棒自适应控制器.根据奇异摄动理论将整个控制系统分为快、慢两个回路分别进行设计,将各回路的不确定参数写成矢量的形式,并用自适应估计器进行在线估计,从而使得控制器实现在线自适应调整.利用非线性干扰观测器来处理控制系数矩阵的不确定性部分.提出一种改进的控制分配权重函数,并将总控制力矩分配到气动舵面偏角指令和RCS所需提供的控制力矩指令.利用Lyapunov稳定性理论来分析整个闭环系统的稳定性.最后,通过仿真验证该控制方案能够有效抑制不确定参数引起的干扰. 展开更多
关键词 姿态控制 再入 气动参数不确定性 自适应 鲁棒性 控制分配
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碰撞自规避多弹分布式协同制导与控制 被引量:12
17
作者 后德龙 陈彬 +2 位作者 王青 孙雪娇 倪茂林 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1133-1142,共10页
针对多枚导弹三维空间协同攻击机动目标情形,提出一种碰撞自规避多弹分布式协同制导律及其实现方案.基于可以测得的目标信息,将目标视作领弹,与参与协同攻击的多枚导弹形成"领弹–从弹"拓扑结构,基于网络同步算法实现导弹对... 针对多枚导弹三维空间协同攻击机动目标情形,提出一种碰撞自规避多弹分布式协同制导律及其实现方案.基于可以测得的目标信息,将目标视作领弹,与参与协同攻击的多枚导弹形成"领弹–从弹"拓扑结构,基于网络同步算法实现导弹对目标的协同攻击.为了实现碰撞自规避,当导弹与目标相距较远时,采用带安全距离的同步算法.当导弹与目标接近时,取消该安全距离.基于运动学关系,将协同制导指令转化为速度、弹道倾角和弹道偏角指令.针对指令的跟踪控制问题,提出了一种基于改进微分器的抗干扰动态面控制方案.将参数不确定和外部扰动均视为系统干扰,采用改进微分器实现对该干扰的精确估计,从而保证了闭环系统的跟踪性能.仿真结果表明本文提出的控制器实现了对协同制导指令的精确跟踪,整个方案实现了碰撞自规避协同攻击. 展开更多
关键词 协同制导 碰撞自规避 网络同步 动态面控制 改进微分器 干扰抑制
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一种航天器姿态快速机动及稳定控制方法 被引量:18
18
作者 雷拥军 谈树萍 刘一武 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期48-53,58,共7页
针对具有挠性太阳翼板和包括测量噪声、力矩噪声等系统噪声在内的复杂卫星对象,基于特征模型的自适应控制方法,结合多变量跟踪维持控制、逻辑积分控制、逻辑微分控制,设计卫星快速机动快速稳定控制器;进行了实例仿真,仿真结果表明提出... 针对具有挠性太阳翼板和包括测量噪声、力矩噪声等系统噪声在内的复杂卫星对象,基于特征模型的自适应控制方法,结合多变量跟踪维持控制、逻辑积分控制、逻辑微分控制,设计卫星快速机动快速稳定控制器;进行了实例仿真,仿真结果表明提出的控制方法能够保证卫星高精度的快速机动和稳定控制能力。 展开更多
关键词 姿态控制 自适应控制 快速机动 特征模型 挠性卫星
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基于脉冲星的卫星星座自主导航技术研究 被引量:13
19
作者 熊凯 魏春岭 刘良栋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期545-549,566,共6页
研究了利用X射线脉冲星实现卫星星座自主导航的技术。指出通过脉冲星观测量,结合卫星轨道动力学特性,可以在不依赖地面测控站的情况下估计得到卫星的位置信息。将基于脉冲星的星座自主导航方法与传统的基于星间伪距测量的导航方法进行... 研究了利用X射线脉冲星实现卫星星座自主导航的技术。指出通过脉冲星观测量,结合卫星轨道动力学特性,可以在不依赖地面测控站的情况下估计得到卫星的位置信息。将基于脉冲星的星座自主导航方法与传统的基于星间伪距测量的导航方法进行了对比,结果表明,在不存在先验信息的情况下,仅利用星间相对距离观测量不能确定卫星位置;相反,脉冲星导航系统能够独立的实现星座卫星轨道确定。 展开更多
关键词 卫星星座 自主导航 脉冲星 扩展卡尔曼滤波
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嵌入式软件智能合成框架及关键科学问题 被引量:15
20
作者 杨孟飞 顾斌 +7 位作者 段振华 金芝 詹乃军 董云卫 田聪 李戈 董晓刚 李晓锋 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期1-7,共7页
程序合成是提高软件开发效率和质量的有效途径,也是计算机科学重要的前沿方向之一。首先,概述了程序合成方法的国内外研究现状及其存在的问题。在此基础上,提出了软件知识产权(intellectual property,IP)的概念和一种基于软件IP的嵌入... 程序合成是提高软件开发效率和质量的有效途径,也是计算机科学重要的前沿方向之一。首先,概述了程序合成方法的国内外研究现状及其存在的问题。在此基础上,提出了软件知识产权(intellectual property,IP)的概念和一种基于软件IP的嵌入式软件智能合成开发模式(IP-based embedded software intelligent synthesis,IPESIS)及其框架。最后,阐述了IPESIS需要解决的关键科学问题和主要研究内容。IPESIS通过定义领域需求描述语言,在更高的抽象层次上对目标软件进行刻画,以软件IP为粒度缩小程序搜索空间,采用机器学习等人工智能技术自动合成程序,有望突破现有方法的局限,进而实现嵌入式软件开发从手工编程模式到软件IP研发和基于软件IP的智能合成模式的转变。 展开更多
关键词 嵌入式软件 程序合成 软件IP 软件需求 人工智能
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