挠性航天器智能模糊控制算法

针对挠性航天器滑模变结构姿态控制器控制力矩的高频抖振问题,提出一种挠性航天器智能模糊控制算法。该算法使用模糊控制算法对航天器控制参数进行模糊化智能处理,能够有效改善控制器控制力矩的高频抖振问题。首先将模糊控制算法与滑模控制算法结合,根据切换面趋近律系数模糊化处理;然后应用连续饱和函数代替符号函数设计姿态控制器;最后通过算法到达滑模面的程度调整边界层厚度,在保证控制力矩不发生抖振情况的同时有效控制滑模面边界层的厚度。仿真结果证明,提出的智能模糊控制算法能够有效改善挠性航天器控制力矩的高频抖振问题,同时可以加快挠性航天器低阶模态振动曲线的收敛速度。

挠性航天器刚性-柔性耦合动力学模型控制方法

针对挠性航天器本身大范围刚性运动和携带载荷进行动态变形运动的耦合问题,建立一种动力学刚性-柔性耦合模型运动控制方法。该方法通过计算航天器所受的惯性力来推导挠性梁等效弯曲刚度,建立一个物理意义明晰并且耦合度低的动力学模型,能够全面分析对挠性梁的各种耦合干扰影响。仿真结果表明,建立的刚性-柔性耦合动力学模型能够对挠性梁进行全面控制分析,并通过调整相关参数有效控制耦合干扰项对挠性梁振动的影响。

D-S证据理论在组合导航中的决策判断

在组合导航融合算法中引入证据理论对导航信息进行决策应用,推导出2个传感器信息融合后的结论,并且通过仿真实验得出计算结果。证据理论判断公式在处理具有证据冲突的相关信息时引入不确定熵的概念。证据理论算法通过不确定熵在加权合成算法和乘权合成算法之间作适度的折中判断。这种改进的证据理论方法可以分析组合导航信息融合算法中存在的问题,并给出最后的决策执行命令。

组合导航后验方差异步融合算法

当组合导航系统在工作中对各个导航系统提供的信息进行融合计算时会出现导航数据异步到达的现象,传统的组合导航异步融合算法在处理这种情况时会产生较为明显的误差.针对这一问题,设计基于组合导航后验方差异步融合算法解决组合导航系统中出现的信息异步融合计算问题.首先改进系统噪声和量测噪声,使其在数学表达上满足互不相关性要求;然后通过求解后验均值计算出后验方差,建立状态一步预测值计算方法;最后基于上述结果设计组合导航系统的后验方差异步融合算法方程组.仿真结果表明,相比传统的组合导航融合算法,提出的组合导航后验方差异步融合算法可以有效减少因导航系统信息异步到达而引起的融合计算误差,有效提高组合导航系统的导航精度.

挠性航天器刚性-柔性耦合系统动力学建模研究

针对刚性体和柔性体组成的挠性航天器进行动力学建模研究。首先,建立中心刚体和挠性梁2个子系统;然后建立基于正交理论的离散动力学模型,设计有限空间动力学模型控制方案;最后通过仿真计算对本文提出的模型进行验证,仿真结果证明,建立的模型阐明了动力学刚化现象产生的原因和对航天器产生干扰的干扰源,能够精确全面地显示挠性航天器刚性-耦合系统的动力学现象。同时设计的一阶动力学模型能够很好地对动力学刚化产生的干扰进行抑制。

末端能量管理段迭代校正轨道算法研究

针对航天器进入末端能量管理段接口处时位置和航迹偏角存在大范围摄动的问题,提出一种使用迭代校正法的轨道快速生成算法。该算法可以根据航天器的具体初始状态,自动选择直接进场或者间接进场策略,快速生成可行的参考轨迹。首先通过跟踪轨迹地面投影实现侧向制导;根据末端能量管理段的起始点与终点的高度与速度约束生成参考动压-高度剖面,并跟踪此剖面实现纵向制导。然后采用迭代校正计算快速确定航向校准柱的位置与最终半径两个参数用以调整航程,保证航天器在末端的所有状态满足自动着陆段接口的边界约束。仿真结果校验了该算法可以根据航天器的具体状态快速生成符合约束条件的末端能量管理段飞行轨道,具有很好的鲁棒控制性能。

采用奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪设计

针对传统三回路自动驾驶仪在工程应用中对开环穿越频率约束不足的问题,设计了一种使用奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪方法。该方法将奇异摄动裕度信息引入三回路自动驾驶仪中,对自动驾驶仪进行开环穿越频率极点设计和预测校正,使三回路自动驾驶仪能够有效地对开环穿越频率进行约束,不再依赖于控制系统的闭环自振频率,同时计算得到的奇异摄动值可有效地反映控制系统性能。试验结果分析证明,采用奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪克服了传统设计方法的缺点,对产生的干扰能够有效快速地进行抑制,并能通过奇异摄动值准确地反映控制系统工作效果。

采用自适应简化不确定性卡尔曼滤波算法的飞行器导航控制方案

针对飞行器绕本体轴高速旋转的飞行过程出现的严重耦合干扰问题和大角加速度和大角速度测量问题,提出了一种自适应简化不确定性卡尔曼滤波算法。该算法使用超球面分布采样点和线性转移等方法简化算法采样计算和采样点的权值计算,提高算法效率;利用模型噪声和线性方程,通过一步预测进行自适应设计,计算滤波值和误差方差矩阵;使用次优噪声估计器推算过程噪声;对过程噪声进行正定判定,防止算法发散。仿真结果表明,这一改进的自适应简化不确定性卡尔曼滤波算法能够有效减少滚转角解算误差和耦合干扰,提高飞行器着陆点的精度。

基于自适应Radau伪谱法的再入段轨道设计算法

针对传统Radau伪谱法处理非光滑平面时精度不高和效率不足的缺点,提出了一种基于自适应Radau伪谱算法的再入段轨道设计算法.该算法可以根据状态方程的拟合精度对再入段轨道进行自适应调整.在轨道曲率较高的区域,通过增加区段数量提高计算精度;在轨道曲率较低的区域,通过提高插值多项式的阶次提高计算精度.仿真结果显示,该算法形成的配点分布更为合理,相对传统的Radau算法具有高精度、高效率等优点,求解效果优于传统的Radau伪谱法,可将其应用到再入段轨道优化的工程实际中.

基于概率核函数的改进粒子滤波算法研究

针对组合导航系统中粒子滤波算法出现的粒子退化现象,在粒子滤波应用过程中引入概率核函数,通过概率核函数在粒子滤波计算过程中的应用来解决粒子衰减退化问题,同时保持粒子集合的多样性。首先对重要性采样函数进行改进设计,利用状态估计概率和量测估计概率提高重要性采样函数的信息采样全面性;然后设计随机概率统计的核函数并将其应用在重采样计算过程中;最后建立改进的粒子滤波算法并将其应用到组合导航系统工作过程中。仿真结果表明,基于概率核函数的改进粒子滤波算法可以有效地降低系统误差,提高组合导航系统导航精度。

航天器降维姿态-轨道一体化控制算法

针对航天器控制系统在本体坐标系下出现单轴姿态控制失效的问题,提出一种降维姿态-轨道一体化控制算法。该首先设计降维姿态稳定控制器,通过对其他两轴的姿态控制实现对航天器全姿态的渐近稳定控制;然后设计耦合轨道控制器,引入自适应滑模控制器,在单轴失效情况下确保轨道控制的渐近稳定,最后给出降维姿态稳定控制器和耦合轨道控制器渐近稳定控制的证明过程。仿真结果表明,提出的降维姿态-轨道一体化控制算法可将单轴控制失效的航天器调整到渐近稳定控制状态,计算结果满足工程精度要求。

一种基于主状态变量分离的降维仿真算法设计

针对异步信息融合算法中状态向量维数过多和推导出来的协方差维数过高而导致的计算量增大的问题,提出一种基于主状态变量分离的降维仿真算法,将组合导航系统中进行计算的状态变量进行分类,确定主变量和次变量,在保证系统精度要求的前提下减小系统的计算量,从而保证系统的实时性工作要求。仿真结果证明该算法在满足系统精度要求的前提下能够有效减少系统的计算量,满足系统的工程实时性要求。

可膨胀石墨对钢结构防火涂料防火性能的影响

采用聚乙烯吡咯烷酮对可膨胀石墨进行表面修饰.研究了表面修饰前后可膨胀石墨及其用量对水性超薄膨胀型钢结构防火涂料防火性能的影响.结果表明:与表面未修饰可膨胀石墨相比,表面修饰后的可膨胀石墨在水中有较好的分散性,对涂料防火性能有更明显的提高作用;当表面修饰后可膨胀石墨用量为3.2%(质量分数)时,防火涂料的防火性能最好,可使样板背温较长时间维持在288℃.

水溶性硫杂蒽酮类光引发剂的合成

以2-巯基苯甲酸和苯酚为原料,在浓硫酸的催化作用下合成了2-羟基硫杂蒽酮(TX1),然后合成了2-羟基-3-(2-硫杂蒽酮氧基)丙基三甲基氯化铵(TX2)光引发剂。讨论了制备过程中投料比、温度和pH值等因素对光引发剂产率的影响,并通过红外光谱、核磁共振和元素分析等方法验证了所合成的光引发剂的结构。对比当前市售的Iragcure184D(α-羟基酮类光引发剂)等光引发剂,进一步研究了合成的两种光引发剂的水溶性和感光性。

基于电动力绳的火箭末级离轨系统设计及效能分析

基于电动力绳系的火箭末级离轨方法是任务后的火箭末级被动离轨的有效途径之一,有利于提高火箭离轨效率。但是电动力绳系应用于火箭末级的可行性及离轨效能是需要研究的问题。首先研究适用于电动力绳系离轨的火箭系列类型,针对该类型火箭末级的总体特性开展绳系离轨系统设计,分析了电动力绳系统对火箭的技术需求,对离轨效能进行仿真分析以验证离轨系统设计的可行性。

一种改进的基于Hough变换的精确圆检测方法

在空间航天飞行器的对接过程中,合作目标背景的复杂性使得对圆形对接靶标部位的准确快速识别能力显得至关重要。为了克服Hough变换的圆检测遍历边缘点的局限性,采用图像预处理方法,极大地减少了参与Hough变换的无效像素点,并对边缘进行抽样提高Hough变换圆检测效率;针对Hough变换圆定位精度低,对Hough变换检测出的像素点,采用最小二乘拟合圆心得到亚像素的圆心拟合精度。一方面利用Hough变换检测圆的鲁棒性,有效地解决了最小二乘拟合的平方项对离群点敏感的问题;另一方面利用了最小二乘法的精确性提高圆心的定位精度。仿真结果和实验结果均证明了方法可将圆定位精度提高到1/20像元。

一种用于微波系统的输入电压控制电路

随着射频技术的不断发展,微波系统对功率密度、可靠性的重视程度不断提高。以氮化镓为基础的微波功率器件的应用取得了很大的进步,对微波系统的供电时序也提出了更高要求。根据微波系统对脉冲电压及电源时序控制的要求,设计了一种电压控制电路,实现直流输入电压的脉冲输出和上电、掉电时序的控制,并通过实验电路对设计原理进行了验证。

一种反激变换器自驱同步整流设计

在小功率开关电源中反激变换器应用广泛,同步整流技术的引入使反激变换器的工作效率得到显著提升。基于自驱同步整流技术原理,提出一种改进的反激变换器电压自驱同步整流线路。功率开关具备自动开通和定时关断功能,实现了宽输入电压范围的高可靠同步整流,最后实验验证了设计方案。

漏电流对CMOS探测器成像品质的影响分析

CMOS探测器近年来在工业、民用、航天等领域得到了广泛的应用,而漏电流对CMOS探测器成像品质影响的研究却较少。文章针对CMOS探测器在低读出速率时造成图像噪声过大的原因进行了分析,发现CMOS探测器的漏电流是产生该种图像噪声主要成因,并对不同读出速率下的像质进行了试验分析。理论和试验结果表明:在较低的读出速率时,CMOS探测器的漏电流产生的噪声过大,导致图像噪声的增大,影响了像质。因此,设计CMOS相机时应重点考虑低读出速率时,CMOS探测器漏电流对像质的影响,必要时要增加缓存,以便获得更好的像质。文章将为CMOS探测器在低速读出应用、设计提供一定的参考。

空间碎片材料检测技术研究

为了对空间碎片材料的成分进行快速检测,分析了空间碎片的来源和构成,并对空间碎片主要成分的国内外检测技术手段进行了详细对比,采用了一种基于LIBS的网络化空间碎片检测方案。该方案具有分析速度快、测量精度和灵敏度高、可多元素同时测量、空间适应性好且无需样品预处理等特点,同时可实现检测流程全自动化和多线程化。