面向培优班学生学风建设平台的评价与修正——以“南京航空航天大学航天学院”为例

本文对国内外高校培优班学风建设进行了调查研究，梳理了南京航空航天大学学生“素质能力培养计划”中的学风建设平台。同时，以本校“中乌航天班”为例，分析了培优班的培养模式与学生的心理特征。针对培优班学生，高等学校应引入新的素质能力培养计划理念，以警醒心态对学风建设进行深入思考，对现有的学风建设平台进行重新评价与修正。

基于AGIL模型的高校学生党建工作路径探析——以南京航空航天大学航天学院为例

高校学生党建工作是高校全面贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务的重要保证。结合帕森斯提出的AGIL模型进行分析,高校学生党建工作作为一个动态变化的行动系统,目前主要存在着适应功能衰退、达鹄功能模糊、整合功能低效、维模功能孱弱这四个方面的问题。按照AGIL四种功能的要求,对高校学生党建工作的可行路径进行了探析,在思想引领、目标协调、平台梳理和氛围营造四个方面进行实践探索。

学生工作创新在学生素质能力培养计划中的应用——以南京航空航天大学艺术学院为例

本文对目前国内高校学生工作情况进行了调查研究，分析了创新在学生工作中的重要性。梳理了南京航空航天大学学生“素质能力培养计划”的概况，同时，以本校艺术学院为例，分析艺术类学生的心理特征，如何引导学生积极参与“学生素质能力培养计划”，推动“学生素质能力培养计划”的实施。

高校智慧校园指挥中心建设探究--以南京航空航天大学为例

智慧校园指挥中心的建设,对于强化高校信息化建设的全局规划、提升部门间的协作效能、加快数据业务的流通与共享、提升智慧校园的管理效益至关重要。但是,现有的智慧校园相关研究聚焦于某项特定技术或功能,而缺少对高校智慧校园核心需求、功能建构、技术机理和应用实践的整合性分析。因此,文章首先从理论层面入手,从智慧校园建设背后的高校行政管理需求出发,倒推出智慧校园指挥中心的主要功能。之后,文章以功能实现为目的,从信息化建设和空间建设两个方面阐释了智慧校园指挥中心的建设架构。最后,文章以南京航空航天大学为例,介绍了智慧校园指挥中心在校园要素立体感知、校园数据分析决策、应用场景协同指挥方面取得的实践成效。高校智慧校园中心的建设,不仅推动了信息技术与智慧管理的深度融合,而且为全国高校的智慧校园数字化转型发展路径提供了有益参考。

航天类基础课课程思政的实践探索与价值意蕴--以南京航空航天大学“航天工程概论”为例

课程思政在古今中外都拥有丰富的理论基础。以“航天工程概论”课程为例,介绍了其总体设计和实践探索:了解中国航天新贡献,实践航天精神新价值,加强系统思维新能力。进而论述了其建设的价值意蕴:在知识传授维度,紧扣前沿技术,拓展知识体系;在能力培养维度,训练系统思维,构筑底线意识,培养创新精神;在价值塑造维度,凸显政治属性,点燃思想之光,激发家国情怀,彰显人类文明。

航空航天院校“系统辨识”课程的教学改革探讨

针对航空航天院校控制类专业学生的学习特点,研究和探讨了"系统辨识"课程的教学改革方法。通过教学内容的合理安排、教学思路的精心设计、实践教学力度的加强以及对学生创新性思维的培养,提高了该课程的教学质量,激发了学生的专业学习兴趣。

基于干扰观测器的多航天器固定时间姿态协同跟踪控制

针对受扰动下的多航天器系统姿态一致性跟踪问题,提出一种基于干扰观测器与固定时间理论的分布式姿态协同控制策略。多航天器系统在空间中易受太阳光压、重力梯度与地磁力等外部干扰影响而导致控制精度下降,此外航天器内部惯量不确定性带来的影响也不可忽视,因此设计一种基于二阶积分滑模的干扰观测器对复合干扰进行快速精确估计,且该观测器无需任何干扰先验信息。利用观测器获得的估计值,结合领导跟随法,提出一种分布式固定时间姿态协同控制器,实现系统固定时间收敛,收敛时间可通过控制参数进行调节。利用Lyapunov函数证明了系统的固定时间稳定性。仿真与对比试验结果表明,干扰观测器能在较快时间内实现对复合干扰准确估计,协同控制器能在固定时间内实现对期望姿态鲁棒跟踪,与自适应有限时间方法相比,该控制策略精度更高、收敛速度更快和燃油消耗更少。

南航航天学院本科毕业实习体会与建言

南航航天学院的本科毕业实习不仅是整个教学活动中不可缺少的重要组成部分,也对学生未来成为航天设计师起着至关重要的作用。本文结合南航航天学院本科毕业实习的实践,先介绍了实习基地的基本情况和学生的实习内容,然后摘录了两位学生的实习日记来展现实习的效果,最后总结归纳毕业实习中存在的问题和获得的启示,并对实习指导教师提出了建议。

输入受限的挠性航天器全驱姿态饱和控制

面向空间攻防等任务的航天器通常安装微波、激光等大功率对抗载荷,未来航天器需要装备大型挠性太阳能帆板.针对挠性航天器姿态机动过程中存在外部干扰、执行机构饱和及挠性附件振动且挠性模态不易直接测量等问题,提出带挠性附件航天器的全驱姿态控制方法.首先,建立挠性航天器全驱姿态控制模型.其次,基于扩展非线性观测器(Extended nonlinearity observer,ENO)与努斯鲍姆增益调节设计一种抗饱和的姿态控制鲁棒算法.将外部扰动、挠性振动和输入饱和函数饱和估计误差作为复合干扰,采用非线性干扰观测器对其进行有效补偿.在直接参数设计线性控制参数基础上,扩展非线性观测器负责对挠性航天器产生的挠性振动等非线性进行实时估计和补偿,努斯鲍姆函数辅助控制器输出力矩避免饱和,并利用李雅普诺夫方法严格证明闭环系统的稳定性.最后通过数学仿真验证该方法不仅能够实现执行机构饱和约束条件下的姿态控制,还能有效抑制挠性结构的振动,为探索未来带有大型挠性附件航天器姿态控制新的方法提供参考.

考虑高斯能量分布的复杂表面航天器激光雷达散射特性分析

针对复杂表面航天器在激光雷达照射下散射特性模拟不准的问题,通过表面建模和激光特性修正进行了解决。该方法首先通过高斯能量分布法对激光光束模型进行修正;然后基于有限元的思想,针对航天器复杂表面非光滑、非连续以及多材质等特性,利用改进Z-buffer的消隐算法解决了复杂航天器表面建模问题;最后建立了面向激光雷达的复杂表面航天器激光雷达散射截面的计算方法。仿真分析表明:航天器不同姿态下的激光雷达散射截面精度提升了14 58%,为后续面向激光雷达的隐身设计奠定了基础。

GEO异面多航天器在轨分层加注任务规划设计

针对地球同步轨道(GEO)的航天器在轨加注任务规划问题,提出了一种基于分层加注的在轨加注策略,相较于传统“一对多”加注方法可有效提高加注效率。在该加注策略中,定义了一种子服务航天器(SSc),与主服务航天器(PSSc)共同完成在轨加注任务。在此基础上,基于多圈Lambert轨道转移作为航天器轨道转移模型,得到轨道机动速度增量与转移时间关系,考虑航天器载荷与任务时间等约束条件,将航天器轨道转移的燃料成本和转移时间作为目标函数,并通过改进遗传算法来优化求解航天器加注次序与轨道转移时间。最终,通过数值仿真验证了理论的有效性。

基于任务性的航天电连接器抓取方法

航天用电连接器的有效抓取是完成在轨装配任务的前提,有效抓取点集合受到装配任务的限制。本文提出一种面向在轨装配的电连接器抓取方法,该方法通过机器人在模拟环境中学习抓取经验,在抓取-装配过程中评估抓取位姿与装配任务相关性抓取质量,此外,通过设计抓取点的位置分布初步考虑了电连接器尾端线缆对抓取的影响。利用抓取网络对抓取点云集合进行训练获取抓取编码簿,一方面可以生成有效抓取点,另一方面通过建立的表面接触热图增强有效抓取点的可展示性。同时,提出一种非统一归一化物体坐标空间表示法,在三维空间中建立密集映射关系,将有效抓取点迁移到同类别实例中。仿真结果表明:基于本文提出的方法生成的抓取点集合有94.1%有效用于后续的装配任务。

基于强化学习的航天器姿态敏捷机动控制

针对航天器姿态敏捷机动任务中存在模型参数不确定和外界未知干扰的问题,提出一种基于强化学习的滑模观测器和非线性干扰观测器的控制方法。首先介绍航天器的姿态动力学模型,其次采用强化学习来解决系统模型参数不确定问题,设计一种基于弹性能量函数的滑模趋近律来加快强化学习的收敛速度并结合非线性干扰观测器来估计外界未知干扰。最后仿真结果证明利用上述方法可以保持较高的姿态跟踪精度和强鲁棒性,以满足空间高动态目标跟踪控制的要求。

“航天器再入返回控制”项目式教学探索与实践

本文基于“航天器再入返回控制”课程的教学特点,开展了项目式教学改革的探索与实践工作。以航天器再入返回控制系统的设计为项目背景,组建了课程的理论知识体系,将“项目引导,任务驱动”等特征贯穿于教学目标、教学内容、教学方法、思政教育以及考核评价五方面的教学设计当中。通过多个子项目以及综合项目的教学与实践,来促进学生知识、能力和素质的培养,并增强学生多学科理论知识的融合能力和项目设计与实践能力。

人类航天航空的科技原理现状与对UFO的原理猜想

针对航天航空科学技术研究的历史与现状,本文系统总结了航天航空科学技术研究发展的根本原理,认为:人类现代航天航空的核心关键科学技术的根本原理仍然停留在上百万年来所发展的基本技术上的量变,即一直在3维几何空间中采用作用力产生加速运动原理;还没有发生本质的变化,即人类没有回避开飞行运动必须在4维空间(几何长度与时间)中进行,因而全部的飞行受到在4维空间中各种作用力与结构质量等相互关系的约束。根据人类观测到的UFO飞行现象信息,人类现代航天航空的科技原理很难理解UFO,本文猜测UFO可能的飞行原理是多维宇宙空间跨越转变运动,或者是在UFO的新型作用力,并认为UFO为人类航天航空原理以及科学探索全宇宙提供了原始教材与样品。(本文中UFO仅单指来自外星高级智慧生命的飞行器)。

有限通信情况下的航天器编队协同控制研究

在航天器编队飞行过程中,可能由于通信故障并非所有航天器都能直接获得参考信息,系统通信拓扑结构也可能发生变化。为了提高航天器编队系统的鲁棒性、降低生产成本等,本文在仅有部分航天器能直接获得参考信息和变化通信拓扑结构图的条件下,研究了一种基于一致性理论的航天器编队飞行协同控制方法,并通过仿真来验证其有效性。首先,介绍了航天器编队飞行中的一致性问题和动力学模型。然后,设计航天器编队飞行协同控制律,包括航天器编队飞行姿态协同控制律和航天器编队飞行轨道构型建立与保持协同控制律的设计。最后通过数值仿真验证了控制方法的有效性,仿真结果表明所设计的航天器编队控制方法有效。

基于CGAPIO的航天器编队重构路径规划方法

针对航天器编队重构的路径规划问题,考虑燃料消耗和碰撞概率等约束条件,以及基本鸽群算法存在的问题,提出一种基于混沌初始化和高斯扰动的自适应鸽群(CGAPIO)算法。为了得到多样性和覆盖性更好的鸽群初始值,采用Tent Map混沌模型进行鸽群初始化操作;在地图和指南针算子阶段,为提高全局搜索能力,引入了自适应的权重因子和学习因子更新个体的位置和速度;在地标算子阶段,为避免算法陷入局部最优,将高斯扰动加入到鸽群中心位置。仿真实验结果表明:CGAPIO算法与基本鸽群算法和粒子群算法相比,提高了全局搜索能力,避免了局部最优,规划得到的路径更加平滑,各航天器碰撞概率较低,编队重构消耗的总燃料至少减少了12%。

多运动体航天器旋量理论动力学建模与滑模控制

多运动体航天器系统各部分运动存在强烈耦合,这增加了动力学建模与控制难度。应用旋量理论与凯恩方程建立开环树状拓扑构型多运动体航天器通用的姿态动力学模型,有效简化系统运动学分析,计算量小,步骤清晰。针对系统强耦合,高度非线性的特点,设计基于逆系统的非奇异最终滑模控制器,完成系统各运动体姿态机动控制。首先,针对动力学方程设计α阶逆系统与原系统组成伪线性系统,完成精确反馈线性化的过程。然后,应用非奇异最终滑模控制器实现系统姿态机动控制,保证系统状态误差在有限时间内收敛到零。算例仿真结果验证了方法的有效性。

基于对偶四元数的航天器交会对接位姿双目视觉测量算法

针对航天器交会对接中位姿参数的测量问题,突破传统的位姿计算态分而治之的模式,采用双目视觉技术和对偶四元数这一数学工具,建立了追踪航天器与目标航天器间相对位姿参数的统一描述模型。该模型与传统的欧拉角和四元数的描述方法完全不同,具有非常简洁统一的形式。同时,针对该对偶四元数模型,给出其两步解析算法,解算出两航天器间的相对位置和姿态参数。仿真结果表明该算法能够满足航天器位姿参数的测量要求,并且具有较强的稳定性,对航天器的在轨实时应用具有重要参考价值。

基于三目视觉测量的航天器交会对接相对位姿确定算法

针对航天器交会对接过程中位姿参数的测量问题,提出了三目视觉的测量方法。本文阐述了三目视觉的测量原理,建立了数学模型,分析了测量系统的误差。仿真结果表明该方法有效。与双目视觉相比,它能降低图像匹配误差的影响,提高特征点的定位精度,增加测量系统的可靠性,因此能够满足航天器位姿参数的测量要求,对航天器在轨实时应用具有重要参考价值。