高校航天专业课程的编程实践教学模式研究

航天类专业实践课又可分为实操类、现地演示类、计算机 程序实现类等。由于航天专业课程理论性较强, 可实操的地面仿真设 备少。为了让学生深入理解理论原理、参数变化及相互影响规律,一般选择计算机编程,实现某一重要参数转换关系、仿真输出参数变化 曲线,与课堂理论讲授形成闭环。 本文以基于编程的航天类专业实践 课教学模式改革为研究对象, 拟解决课程重点偏离、编程过程成为主 要制约因素、成绩评价不合理等问题,探索新的课堂教学模式、问题 引导机制与评价规则,将编程类实践课的重点回归到专业问题本身,让学生有更多的专业收获。

面向多类型学员的互补式翻转课堂教学创新与实践

针对航天飞行器制导与控制技术课堂同时存在部队在职学员、军工部门联合培养学员、生长干部应届研究生学员的现状,开展互补式翻转课堂教学创新与实践。开课前和课程初期,进行不同类型学员的能力摸底,定向推送学习资源,补齐课程学习的短板;有效利用部队在职军官学员擅长装备综合应用、联合培养学员擅长工程研制和生长干部应届学员基础理论强的特点,进行互补式翻转课程教学创新与实践;构建课程教学实验环境,通过课程实践完成不同类型学员的互帮和协作。实践表明,该方法能较好地调动学员的积极性、互助性,提高学员的学习效果。

变锥角SGCMG系统的奇异躲避路径规划策略

将锥体上五个单框架控制力矩陀螺(SGCMG)框架轴与底面的锥角视为姿态机动任务前的调整变量,建立了锥角可调的五棱锥构型SGCMG模型。通过锥角可调SGCMG系统的复杂奇异性分析,推导了陀螺奇异测度对时间的导数与陀螺框架角速度的关系,进而提出考虑奇异躲避的路径规划策略。基于Gauss伪谱法的路径规划结果表明:锥角可调的五棱锥构型SGCMG系统可有效提高特定机动方向的控制能力,显著减少空间站姿态机动所需时间;所提出的考虑奇异躲避的路径规划策略可有效避免陀螺奇异。

空间站零燃料姿态机动仿真系统设计与实现

采用控制力矩陀螺实现的姿态机动,无需消耗燃料,被称为零燃料姿态机动。为研究零燃料姿态机动,设计并实现了空间站零燃料姿态机动数值仿真系统,考虑了陀螺框架角速度限制等工程约束,引入了姿态敏感器、陀螺框架角等误差因素;对规划的姿态机动路径进行仿真,通过验证陀螺是否发生饱和,判断机动路径的可行性。数值仿真结果表明,通过控制器设计,数值仿真系统满足姿态控制精度和稳定性的要求,可作为空间站零燃料大角度姿态机动路径规划结果的仿真验证平台。

多星近距离绕飞观测任务姿轨耦合控制研究

针对多星近距离绕飞观测任务,建立了相对姿态轨道动力学模型,分别考虑了在椭圆、空间圆绕飞轨道上观测卫星的两种期望三角形编队构型,以观测卫星视线始终指向目标为期望姿态,采用基于四元数和角速度误差反馈的比例-微分控制律以及一种改进的基于人工势场法的制导方法相结合,对相对姿态及轨道进行控制。仿真结果表明:在控制律的作用下,绕飞过程中各观测卫星均能够有效地跟踪期望相对姿态和期望相对轨道;在空间圆绕飞轨道构型中,各观测卫星从初始同一位置出发后,在任意时刻3颗观测卫星构成的编队构型始终为正三角形,且正三角形的边长从零逐渐增大,最终等于期望正三角形构型的边长。

联结派学习理论在高校航空航天类课程教学中的应用

随着科技的进步,人类对太空资源的依赖日益明显,航空航天领域也逐渐成为高科技人才的聚集地。在这种大背景下,高等院校航空航天类学科的人才培养效果直接决定了未来航空航天科技的发展水平。本文基于高等教育心理学的联结派理论,建立航空航天领域的理论与实践教学模型,为切实提高课堂教学的效果、实现理论向实践的转化提供参考和依据。