模块化航天器姿态控制系统仿真研究 被引量：3

1

作者 贺广松 李新洪 +2 位作者 王谦 张治彬 安继萍 《现代电子技术》 北大核心 2018年第18期131-134,共4页

以快速响应为背景,对模块化航天器姿态控制系统进行研究。首先建立集成干扰力矩、姿态运动学、姿态动力学、控制律及飞轮、推力器两种执行机构的Simulink模型,然后应用实时仿真机对模型进行仿真。结果表明:不同执行机构的姿态控制系统... 以快速响应为背景,对模块化航天器姿态控制系统进行研究。首先建立集成干扰力矩、姿态运动学、姿态动力学、控制律及飞轮、推力器两种执行机构的Simulink模型,然后应用实时仿真机对模型进行仿真。结果表明:不同执行机构的姿态控制系统能够完成对卫星姿态的实时控制并且在进行姿态调整时各有优势,最后以实时仿真机为基础设计了模块化航天器显示系统,实现了模块化航天器分系统状态和运行场景可视化。 展开更多

关键词 模块化航天器 姿态控制 SIMULINK 执行机构 显示系统 可视化

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航天发射场液体推进剂的泄漏扩散模型研究 被引量：4

2

作者 柳宁远 崔村燕 +1 位作者 辛腾达 栾骁 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期64-69,共6页

为了实现对有毒推进剂泄漏扩散浓度的快速估算,对液体推进剂偏二甲肼在发射场泄漏蒸发扩散的实际情况进行理论分析,建立扩散模型,并从泄漏源、沉积效应、地面反射、大气稳定度等方面对扩散模型进行完善;应用数值模拟方法进行仿真,将数... 为了实现对有毒推进剂泄漏扩散浓度的快速估算,对液体推进剂偏二甲肼在发射场泄漏蒸发扩散的实际情况进行理论分析,建立扩散模型,并从泄漏源、沉积效应、地面反射、大气稳定度等方面对扩散模型进行完善;应用数值模拟方法进行仿真,将数值模拟结果与实验数据、理论计算结果进行对比分析。研究结果表明:气体扩散模型与数值模拟及实验结果基本一致,但扩散模型计算结果偏小,这是由于推进剂进行了燃烧和氧化反应,扩散区域温度上升,大气稳定度降低,实际浓度更大。 展开更多

关键词 扩散模型 数值模拟 偏二甲肼 扩散参数

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基于电磁力的集群航天器构形维持自抗扰控制 被引量：2

3

作者 杨茗棋 胡敏 +1 位作者 杨雅君 郭光衍 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1204-1211,共8页

针对基于电磁力的集群航天器构形控制强非线性和模型不确定性的问题,提出一种无需线性化或解耦便能够实现构形维持的自抗扰控制方法(ADRC)。首先建立远场电磁力/力矩模型和集群航天器相对运动动力学模型;在此基础上,通过设计由最速跟踪... 针对基于电磁力的集群航天器构形控制强非线性和模型不确定性的问题,提出一种无需线性化或解耦便能够实现构形维持的自抗扰控制方法(ADRC)。首先建立远场电磁力/力矩模型和集群航天器相对运动动力学模型;在此基础上,通过设计由最速跟踪微分器(TD)、非线性扩张状态观测器(NLESO)及非线性反馈控制律(NLSEF)组成的自抗扰控制器,实现集群航天器期望相对运动位置、速度的实时估计,同时能够对模型不确定性和外部干扰进行估计和补偿。仿真结果表明,本文设计的控制器能够实现基于电磁力的集群航天器构形维持高精度控制,满足集群航天器构形维持控制的控制要求,其快速性和抗扰性都明显优于有限时间控制(FTC)。 展开更多

关键词 集群航天器 电磁力控制 构形维持 自抗扰控制 扩张状态观测器

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基于微机电系统洛伦兹平台角速度估计 被引量：1

4

作者 熊颖 刘强 +2 位作者 韩邦成 任元 樊亚洪 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第21期8976-8982,共7页

针对洛伦兹惯性稳定平台对高带宽和高精度角速率需求,提出了基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)组合传感器的最优速度估计算法。MEMS组合传感器由陀螺仪和加速度计组成,MEMS陀螺仪由于自身特性在速度估计中提供低频... 针对洛伦兹惯性稳定平台对高带宽和高精度角速率需求,提出了基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)组合传感器的最优速度估计算法。MEMS组合传感器由陀螺仪和加速度计组成,MEMS陀螺仪由于自身特性在速度估计中提供低频速度信息,而加速度计则提供高频信息。最优估计器通过将低频信号与高频信息融合,采用最优控制与估计算法进行速度解算与估计。实验表明,频率在20 Hz内,运动角度在±60°内,MEMS组合传感器速度拟合周期不超过5%,稳定拟合误差不超过7.5%,可以满足平台稳定偏转控制需求。最优状态估计器能在时域与频域上提供无差、高性能的角速度信号。 展开更多

关键词 洛伦兹惯性稳定平台 角速度估计 MEMS传感器 卡尔曼滤波

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敏捷成像卫星任务动态调度仿真系统设计与实现 被引量：5

5

作者 李志亮 李小将 翟明明 《兵工自动化》 2017年第12期4-8,共5页

针对卫星资源和观测任务不确定条件下敏捷成像卫星任务调度与管理需求,设计实现任务动态调度仿真系统。分析敏捷成像卫星任务动态调度仿真系统设计需求,设计仿真系统的总体结构、功能模块以及运行流程,利用C#与Matlab混合编程实现仿真系... 针对卫星资源和观测任务不确定条件下敏捷成像卫星任务调度与管理需求,设计实现任务动态调度仿真系统。分析敏捷成像卫星任务动态调度仿真系统设计需求,设计仿真系统的总体结构、功能模块以及运行流程,利用C#与Matlab混合编程实现仿真系统,并通过典型实例验证。验证结果表明:该系统是可行、有效的,能满足数据管理、任务调度、方案评价和显示输出等需求,并降低动态调整方案的扰动测度。 展开更多

关键词 敏捷成像卫星 任务动态调度 前摄式调度 反应式调度 启发式算法

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卫星导航系统失效性能分析与重构方法研究 被引量：4

6

作者 赵双 张雅声 +1 位作者 戴桦宇 齐跃 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2018年第2期49-55,共7页

以建成后的北斗卫星导航系统为对象,研究导航星座中有卫星失效下的星座性能和重构方法.分析不同失效模式下导航星座的服务性能,在此基础上建立导航星座重构构型的优化模型和基于遗传算法的导航星座重构构型优化设计方法;研究星座构型重... 以建成后的北斗卫星导航系统为对象,研究导航星座中有卫星失效下的星座性能和重构方法.分析不同失效模式下导航星座的服务性能,在此基础上建立导航星座重构构型的优化模型和基于遗传算法的导航星座重构构型优化设计方法;研究星座构型重构过程中卫星的机动策略和机动模型;针对某一具体的失效情况通过仿真计算验证重构模型的有效性和准确性并给出该失效情况下构型重构的机动方案. 展开更多

关键词 导航星座 构型重构 精度因子 相位机动

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捷联惯导寻北系统中内杆臂误差的分析与补偿

7

作者 王磊 汪洲 任元 《兵工自动化》 2018年第12期5-8,15,共5页

为解决高精度激光陀螺捷联惯导寻北系统中,旋转调制对内杆臂效应误差起不到消除效果,反而会将误差引入寻北导航解算中的问题,提出具体的补偿方法。建模分析寻北过程中的内杆臂误差,推导具体的内杆臂误差效应的数学表达式,分析确定影响... 为解决高精度激光陀螺捷联惯导寻北系统中,旋转调制对内杆臂效应误差起不到消除效果,反而会将误差引入寻北导航解算中的问题,提出具体的补偿方法。建模分析寻北过程中的内杆臂误差,推导具体的内杆臂误差效应的数学表达式,分析确定影响内杆臂误差的2个因素,并通过实验进行仿真验证。结果表明:内杆臂误差不会引起定位误差的发散;内杆臂效应导航速度增量与旋转中心无关,而与内杆臂长度、惯性测量单元(inertial measuring unit,IMU)的旋转角速度成正比。 展开更多

关键词 捷联惯导 内杆臂效应 旋转调制 寻北

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发射场地面设备全寿命分段方法研究 被引量：1

8

作者 黄健 陈景鹏 +2 位作者 徐慧敏 柳宁远 王宁 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期37-42,共6页

为提高发射场地面系统概率安全评估(PSA)工作的准确性,克服设备小子样和数据缺失带来的困难,考虑到设备故障随使用时间的不均匀分布问题,开发一个基于数据特点的设备全寿命使用阶段划分方法。首先,分析设备在全寿命运行过程中的数据累... 为提高发射场地面系统概率安全评估(PSA)工作的准确性,克服设备小子样和数据缺失带来的困难,考虑到设备故障随使用时间的不均匀分布问题,开发一个基于数据特点的设备全寿命使用阶段划分方法。首先,分析设备在全寿命运行过程中的数据累计变化特点,并根据数据多源性划分设备的3个不同使用阶段;其次,分别利用蒙特卡罗模拟法和服从寿命分布的函数,确定设备在3个使用阶段的2个分段时间点处的可靠度计算方法;最后,以发射场常规加注泵为例验证该分段方法有效性。研究结果表明:加注泵运行前中期分段点为31 h,对应可靠度为0.996 5;中后期分段点为132 h,对应可靠度为0.979 8。 展开更多

关键词 概率安全评估(PSA) 可靠度 全寿命分段 状态转移 蒙特卡罗模拟 对数正态分布

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磁悬浮球形飞轮不平衡振动前馈抑制与实验 被引量：1

9

作者 刘强 尹兆京 +3 位作者 吴波 任元 辛朝军 樊亚洪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期92-97,123,共7页

针对磁悬浮球形飞轮转子存在的不平衡振动,建立磁轴承-球形转子动力学模型,提出了一种不平衡振动前馈抑制方法。依据达朗伯原理,将转子不平衡质量矩等效至转子两端配重面,得到了转子两端的轴承动反力。为维持球面磁极气隙的球壳形状,消... 针对磁悬浮球形飞轮转子存在的不平衡振动,建立磁轴承-球形转子动力学模型,提出了一种不平衡振动前馈抑制方法。依据达朗伯原理,将转子不平衡质量矩等效至转子两端配重面,得到了转子两端的轴承动反力。为维持球面磁极气隙的球壳形状,消除磁拉偏负力矩,将高速转子球心与定子球心始终重合。分析了转子质心偏离旋转轴引起的离心力,计算了转子质心偏离球心后,因电磁悬浮力始终指向转子球心而引起的偏转负力矩。仿真结果表明:转速为8 000 r/min,转子两配重面内不平衡质量矩处于对角位置且大小相等时,对转子施加前馈抑制,转子径向振幅从13.8μm减少至3.3μm,减少约76.1%,轴向振幅从21.6μm减少至5.6μm,减少约74.1%。实验结果与仿真结果一致,验证了转子不平衡振动模型的正确性和前馈抑制方法的有效性。 展开更多

关键词 磁悬浮球形飞轮 磁轴承 不平衡振动 前馈 仿真

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基于差分进化算法的导航星座在轨重构构型设计 被引量：8

10

作者 赵双 张雅声 戴桦宇 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期27-35,共9页

针对有卫星失效下的导航星座,提出了对在轨卫星进行相位机动的方法来对星座的空间构型进行重构,以实现修复和改善星座性能的目的。首先,利用共面高轨和共面低轨变相的方式来对在轨卫星的相位进行调整,建立共面轨道相位机动的数学模型;其... 针对有卫星失效下的导航星座,提出了对在轨卫星进行相位机动的方法来对星座的空间构型进行重构,以实现修复和改善星座性能的目的。首先,利用共面高轨和共面低轨变相的方式来对在轨卫星的相位进行调整,建立共面轨道相位机动的数学模型;其次,提出了除重构时间和重构能量外的其他重构指标,包括重构能量均衡度和重构构型恢复性,并建立了各重构指标的数学模型;然后,建立了重构构型的优化模型,并对优化问题中个体的评价手段与编码方式进行设计;最后,以北斗中MEO卫星失效为例,利用差分进化算法对优化模型进行求解,得到以不同重构指标为目标函数下的Pareto前沿。从结果中可以看出该重构方法对星座性能的提升最大可以达到41.2%,同时Pareto前沿中对应的所有重构策略中,重构能量、重构构型的均衡度、重构构型的健壮性的数量级均维持在-1、-3和0的水平。 展开更多

关键词 构型重构 相位机动 重构指标 差分进化算法 PARETO前沿 卫星星座

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基于快速响应的导航星座重构构型设计 被引量：8

11

作者 赵双 张雅声 戴桦宇 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2018年第4期26-33,共8页

针对有卫星失效下的导航星座,提出发射快速响应卫星的方法来对星座的空间构型进行重构,以实现修复和改善星座性能的目的.对快速响应任务中快速响应卫星的发射方式和入轨方式进行分析,建立快速响应卫星响应时间的数学模型;建立基于快速... 针对有卫星失效下的导航星座,提出发射快速响应卫星的方法来对星座的空间构型进行重构,以实现修复和改善星座性能的目的.对快速响应任务中快速响应卫星的发射方式和入轨方式进行分析,建立快速响应卫星响应时间的数学模型;建立基于快速响应的重构构型优化模型,对优化问题中的优化变量、约束条件、目标函数进行分析;以北斗中MEO卫星失效为例,利用NSGA-Ⅱ算法对优化模型进行求解,并采用双层编码的方式对优化参数进行编码得到以星座性能和响应时间为目标函数下的Pareto前沿.从结果可以看出该重构方法能有效提升受损星座的性能,同时Pareto前沿中对应的所有重构策略中,响应时间均小于一天. 展开更多

关键词 快速响应 构型重构 响应时间 快速轨道

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基于实验测量与OCS仿真计算的卫星光学散射特性对比验证 被引量：4

12

作者 田琪琛 李智 +3 位作者 徐灿 李鹏 刘程浩 齐跃 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期165-171,共7页

卫星的光度数据与卫星的姿态、材质、观测角度等多种因素有关,仿真计算往往无法获取这些因素,导致仿真计算结果无法与实测进行对比.针对仿真结果无法通过实测进行验证的问题,结合卫星工具箱中卫星运动场景,分别通过实验测量与仿真计算... 卫星的光度数据与卫星的姿态、材质、观测角度等多种因素有关,仿真计算往往无法获取这些因素,导致仿真计算结果无法与实测进行对比.针对仿真结果无法通过实测进行验证的问题,结合卫星工具箱中卫星运动场景,分别通过实验测量与仿真计算获取卫星光学散射特性的时序数据.实验测量中,在实验室内模拟太空光学环境,实现实验过程中卫星模型姿态与卫星工具箱中卫星姿态的并行分析,保证了测量的准确性.仿真计算中,采用基于前期空间目标常用材质双向反射分布函数实测数据拟合出的双向反射分布函数模型,且考虑卫星表面材料褶皱对空间目标光学散射特性的影响,提高仿真精度.此外,设计了一个轨道参数为:半长轴a=7 716.14km,偏心率e=0.001,轨道倾角i=58°,近日点幅角ω=36°,升交点赤经Ω=345°,平近点角M=231.1°,相位角变化范围为38°~98°的三轴稳定卫星运动场景,通过实验测量与仿真计算获取该场景下卫星的光度数据,发现二者趋势相同,幅值相近,相关系数为0.69. 展开更多

关键词 空间目标 光学散射特性 实验测量 仿真计算 运动状态

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基于STK/EOIR的弹道目标中段红外成像仿真研究 被引量：4

13

作者 戴桦宇 张雅声 +1 位作者 周海俊 赵双 《电光与控制》 北大核心 2018年第1期1-5,共5页

弹道目标红外成像是导弹预警信息处理的基础。提出了一种天基红外预警系统对弹道中段目标红外成像的仿真方法。首先建立了中段目标天基红外成像的点源成像模型;而后构建了基于STK/EOIR的弹道中段目标天基红外动态成像仿真架构;最后对中... 弹道目标红外成像是导弹预警信息处理的基础。提出了一种天基红外预警系统对弹道中段目标红外成像的仿真方法。首先建立了中段目标天基红外成像的点源成像模型;而后构建了基于STK/EOIR的弹道中段目标天基红外动态成像仿真架构;最后对中段目标(群)开展了多平台、多波段的红外成像仿真,分析得到了传感器对中段目标群动态成像特点。 展开更多

关键词 弹道目标 红外成像 STK/EOIR 中段目标

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增强型电磁轨道发射器电磁场和电感梯度仿真分析 被引量：4

14

作者 贺景瑞 李小将 《兵工自动化》 2018年第8期78-82,86,共6页

为研究增强型电磁轨道发射器的电磁场和电感梯度特性,建立增强型电磁轨道发射器2维仿真计算模型进行仿真分析。采用有限元方法,在500 Hz、1 MA正弦电流激励条件下,分析比较层叠增强型和平面增强型电磁轨道发射器的电磁场和电感梯度。结... 为研究增强型电磁轨道发射器的电磁场和电感梯度特性,建立增强型电磁轨道发射器2维仿真计算模型进行仿真分析。采用有限元方法,在500 Hz、1 MA正弦电流激励条件下,分析比较层叠增强型和平面增强型电磁轨道发射器的电磁场和电感梯度。结果表明:与普通轨道发射器相比,增强型电磁轨道发射器电磁场和电感梯度有较大提升;增强型电磁轨道发射器轨道高度越低,磁场强度和电感梯度越大;增加辅助轨道层数能够提高增强型电磁轨道发射器的磁场强度和电感梯度。 展开更多

关键词 增强型轨道发射器 电磁场 电感梯度 有限元分析

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电磁轨道发射装置轨道几何参数对电流分布的影响 被引量：4

15

作者 贺景瑞 李小将 齐跃 《兵器装备工程学报》 CAS 2017年第12期186-190,共5页

为分析电磁轨道发射装置的轨道几何参数对轨道电流分布的影响,采用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics,研究轨道宽度、高度、宽高比与轨道最大电流密度的关系,仿真计算矩形、凸形和凹形3种不同截面的轨道电流分布。结果表明:增加轨道宽... 为分析电磁轨道发射装置的轨道几何参数对轨道电流分布的影响,采用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics,研究轨道宽度、高度、宽高比与轨道最大电流密度的关系,仿真计算矩形、凸形和凹形3种不同截面的轨道电流分布。结果表明:增加轨道宽度和高度,轨道电流密度降低;在截面积不变条件下,减小轨道的宽高比,轨道电流密度降低;在矩形、凸形和凹形截面轨道中,凸形截面轨道在电流上升沿阶段具有最均匀的电流分布。 展开更多

关键词 电磁发射 电流分布 轨道参数 有限元分析

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比对作战试验的定序指标考核研究

16

作者 薄云 廖学军 白宇 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2022年第1期175-180,共6页

定性指标是武器装备作战试验中的重要考核内容,其中的定序指标是最为常见的一种定性指标。考虑到以比对试验的形式组织的作战试验,对于武器装备更新换代具有更好的决策支持作用,提出了一种考核框架及其样本量估算方法:剖析了当前作战试... 定性指标是武器装备作战试验中的重要考核内容,其中的定序指标是最为常见的一种定性指标。考虑到以比对试验的形式组织的作战试验,对于武器装备更新换代具有更好的决策支持作用,提出了一种考核框架及其样本量估算方法:剖析了当前作战试验定性指标考核的一些可改进方面,讨论了基于ridit分析的应用可行性与考核框架,并针对ridit分析的与分布无关特性探讨了基于蒙特卡洛仿真的样本量估算方法,通过算例演示了该框架即样本量估算方法的有效性。 展开更多

关键词 试验与鉴定 作战试验 数据处理 样本量估算 定性数据 定序数据

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作战试验样本量的通用化估算方法

17

作者 薄云 廖学军 白宇 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2021年第12期67-72,共6页

作为维持国防科技可持续发展的基本动力,国防采办包含大量的验证和确认环节。其中,最重要的是作战试验。它以模拟实战的考察方式,预测被试武器装备在未来战场的适用性和预定作战任务的完成情况,并据此决策是否批量采购这些产品。由于作... 作为维持国防科技可持续发展的基本动力,国防采办包含大量的验证和确认环节。其中,最重要的是作战试验。它以模拟实战的考察方式,预测被试武器装备在未来战场的适用性和预定作战任务的完成情况,并据此决策是否批量采购这些产品。由于作战试验耗资巨大,不当选择样本量将造成试验资源的严重浪费。归纳总结了作战试验最常见的统计检验,推导了作战试验样本量通用化的估算方法,通过算例演示了该方法具有良好的精度和灵活性,为后续作战试验样本量估算的标准化提供了理论依据。 展开更多

关键词 试验与鉴定 作战试验 数据处理 样本量估算

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