航天器全物理仿真技术

叙述了航天器全物理仿真的特点、关键技术和模拟微重力环境的各种方法,介绍了航天器机械系统和姿态控制系统全物理仿真应用例子。最后分析了航天器微重力环境的特点,指出了更精确的动力学数学模型。

卫星控制系统仿真技术

该文介绍了卫星数学仿真、半物理仿真和全物理仿真试验的功能、任务及有关技术设备，之后，介绍近期完成的某型号地球观察卫星半物理仿真试验。

仿真转台若干性能问题讨论

仿真转台低速性能的控制技术方面已有一些研究,但是对低速性能的描述、测试、判断等方面的讨论很少。本文提出可以应用"最低平稳速度"和"低速位置控制精度"来量化描述低速性能。在测试转台的动态性能时,除了频率响应法,可应用快速停止法作进一步测试。应用多信号输入(将位置、速度及加速度信号同时输入到转台控制系统)和适当的前馈方法可提高转台的动态响应性能。应用多输入复合控制方法将进一步提高系统的动态响应性能。

卫星控制系统故障仿真技术研究

首先分析卫星控制系统可能发生故障的各种原因、现象及防止故障的各种措施,讨论仿真技术在卫星故障诊断和对策中应用,然后介绍卫星故障仿真的工具－卫星飞行控制模拟系统。

航天器半物理仿真应用研究

介绍了航天器半物理仿真的特点,总结了航天器控制系统半物理仿真的3种基本表现形式和应用范围。指出在没有特殊说明时,传统意义上的控制系统半物理仿真是指以敏感器/控制器在回路为主要框架的仿真试验,其特点是有复杂昂贵的运动模拟器等仿真专用设备,其关键技术之一是运动模拟器的设计应用技术,具体可分为基于运动学直接物理模型和基于运动学数学模型变换2种方法,并在仿真应用举例中对此作了进一步说明。

航天器交会仿真试验的运动模拟器

航天器交会试验要利用各种结构类型的运动模拟器,重点讨论近距离交会阶段的运动模拟器,对此提出了横梁架于地面的3+6式9自由模拟器新方案、4+5式9自由度模拟器新方案以及简约型位置和姿态模拟器新方案。其中简约型位置和姿态模拟器是目前唯一能实现大试验范围的模拟器。

由磁矩计算磁场强度的公式在航天器磁矩测量中的应用

基于由磁矩计算磁场强度的反立方公式及其一般工程应用,文章提出将反立方公式与球面作图法结合,形成新球面作图法;并重点给出该方法在航天器磁试验磁矩测量中的应用,即在数据采集时应用球面作图法思路,数据处理时应用反立方公式由磁场强度测量值求磁矩。应用该方法对卫星内部有3个点磁矩情况下的总磁矩进行了仿真计算,结果表明,在测量点数≥30时,相对误差≤4%。

航天控制系统基于数字孪生的智慧设计仿真

针对航天器智能化研制发展需求,论述了现有基于模型驱动的航天控制系统设计仿真实现方式,提出了利用数字孪生和数字纽带实现智能化方案设计、仿真验证与在轨分析的技术框架。采用信息物理融合系统的智联特性,建立天地一体化大数据分析和知识自动化体系,贯穿全研制流程、全生命周期给出了切实的应用场景。该智慧设计仿真系统不仅涵盖了信息技术在航天领域的智能化应用,更重要的是强调面向知识、推动创新的发展理念,以适应未来更加复杂的空间任务需求。

人控交会对接九自由度半物理仿真试验系统设计及验证

以人控交会对接半物理仿真试验需求为背景,提出了可对人控交会对接控制系统单机敏感器性能和控制律设计方案进行仿真验证的人控交会对接九自由度半物理仿真试验系统的设计方法,给出了利用该设计方法对神舟九号飞船人控交会对接控制系统的仿真验证结果.神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器首次在轨人控交会对接的工程实践结果表明,人控交会对接九自由度半物理仿真试验系统的设计方法正确.

现代仿真新技术应用探讨

本文简单叙述了现代仿真技术发展概况，并对空间交会对接半物理和全物理仿真技术作了介绍。

空间交会对接多自由度仿真器

本文首先研究和分析国外交会对接仿真经验，并且论述有关交会对接的目的与要求。其次提出一种新的多自由度交会对接仿真器方案。它比起现有同类型仿真器投资造价将要降低４～５倍。

载人飞船交会对接半物理仿真试验环境研究

航天器交会对接 (Rendezvous and Docking,RVD) 是载人空间飞行中一项十分重要的技术.由于风险、成本、技术难度都很大,必须在地面进行充分的试验,其中最主要的是GNC系统交会对接半物理仿真试验.此试验需要一系列高精度大型设备支持,尤其是模拟追踪飞船和目标航天器轨道运动和姿态运动的9自由度运动模拟器更是规模大、技术复杂、耗资大的设备.本文在深入调查和研究的基础上对交会对接半物理试验设备进行了讨论.

飞行仿真技术新的发展及其在航天领域中应用

本文综述和分析近十年来飞行仿真技术新的发展及其在航天器中的应用、这些新技术包括：仿真机，多自由度运动模拟器，全轨道目标模拟器，人工智能和虚拟现实技术等。在航天器具体应用方面包括：高精度长寿命卫星姿态控制仿真、挠性和多体的大型结构仿真、交会对接仿真、飞行器再入和实时故障分析和对策仿真等。

改进差分进化算法求解装载率凹费用装箱问题

研究了广泛存在于物流作业中一类新型的装箱问题,主要特征体现在箱子使用费用是关于装载率的凹函数。为求解问题,提出了一种基于分组编码策略的改进差分进化算法,以避免常规实数和整数编码方法存在放大搜索空间的不足。针对分组编码策略,定制化设计了以促进优秀基因传播为导向的新型变异和交叉操作,另外还嵌入了以物品置换为邻域的自适应局部搜索操作以增强局部搜索能力。对以往文献给出算例在不同凹费用函数下进行测试,实验结果显示所提出的算法明显优于BFD启发式算法,并且较遗传算法也有显著性改进。

软容量约束的物流设施选址问题的改进差分进化算法

研究了广泛存在于物流系统设计与管理中的软容量约束的物流设施选址问题,主要决策每个客户需求由哪个设施服务以及每个设施开放的次数,目标为最小化设施开放成本和运输成本之和。为了有效求解该问题,提出了一种改进的差分进化算法,编码方式上采用实数编码策略,较为简单易于实现且能得到较好结果,进化过程采用多种变异算子并进行对比。对以往文献给出的算例采用5种变异算子进行测试,计算结果表明,DE/rand-to-best/1/bin变异算子最好,且所有算子都能得到较好结果,DE算法在软容量约束的设施选址问题上应用具有可行性。

全天球实时恒星模拟器技术

阐述了研制全天球实时恒星模拟器的意义以及国内外发展趋势,介绍第二代恒星模拟器的系统组成、特点、技术指标以及解决的技术问题。

仿真实验转台变参数控制器设计与实现

首先介绍仿真试验OUT型闭式转台的组成特点 。

卫星半物理仿真系统实时接口研究与实现

本文介绍了卫星半物理仿真系统的组成及实时接口方案设计，给出了其硬件设计技术及软件设计技术，提出了采用以太网将各种数据采集计算机及数据处理计算机联在一起的设计方案，并进行了可靠性分析。

整车和零担混合物流配载问题的建模与求解

研究了物流作业中同时考虑整车和零担混合运输模式的配载问题,决策每个托运物品由哪种运输模式服务以及物品在整车运输模式下如何配载,目标为最小化两种运输模式下的总配载费用。为该问题建立了新型整数规划模型,并提出了强化模型的有效不等式,使用商业优化软件i LogCPLEX求得了小规模算例的最优解。由于i Log-CPLEX优化软件不能在有限时间内求得大规模问题的最优解甚至可行解,针对大规模问题提出一种基于分组编码方式的离散差分进化算法。实验结果显示所提出的算法明显优于传统启发式算法,验证了离散差分进化算法在求解整车和零担混合物流配载问题的有效性。

仿真实验转台变参数控制器设计与实现

本文首先介绍仿真实验OUT型闭式转台的组成特点,叙述了其控制器原理及在仿真实验中的实现形式。