基于xPC的小卫星半物理仿真验证平台

介绍了小卫星控制系统地面半物理仿真验证平台的系统软硬件设计,并进行了姿态控制系统仿真验证。xPC实时仿真机作为平台核心,在气浮台上与星载计算机、敏感器、执行机构等实物组成闭环控制回路。引入数据库系统对仿真数据统一管理,联合地面显示终端实现了仿真数据的可视化及仿真过程的回放。利用建立的实时仿真系统,进行了卫星三轴姿态控制半物理仿真,结果表明本仿真验证平台系统软硬件结构的正确性。

大范围运动刚柔耦合系统动力学建模与仿真

以往对刚柔耦合系统的控制研究多是基于传统零次近似动力学模型,当系统存在大范围运动时,零次近似动力学模型已不能正确揭示动力学行为。从连续介质力学的基本原理出发,在变形位移的描述中计及二次耦合项,同时忽略轴向拉伸量,得到更符合实际控制需要的简化一次近似动力学模型。仿真结果表明,该模型正确预示了系统的动力学行为;与传统一次近似耦合动力学模型相比,以更简单的形式引入动力刚化现象,是一种能够用于实际控制系统设计的高效、高精度的一次近似刚柔耦合动力学模型。

非线性吸振器的靶能量传递及参数设计

首先通过研究两个非线性耦合振子,阐明了非线性吸振器具有对初始能量的选择性。即吸振系统在一定带宽的初始能量(主结构中初始能量的大小)下具有很强的吸振能力,而随初始能量偏离一定值,吸振器耗散能量的能力有所减弱。随后提出,在不增加吸振器质量的前提下,采用两自由度的非线性吸振器不仅可以使得能量在吸振器中的耗散加快,靶能量传递效果更好,而且在保证吸振效率的同时,吸振器对于初始能量的有效带宽显著增加。给出了两自由度非线性吸振器的质量、阻尼、刚度等参数的设计方法,最后采用数值仿真验证了上述结论。

基于输入成形的柔性航天器振动闭环抑制方法研究

针对柔性航天器姿态机动时柔性附件的振动抑制问题,提出一种基于输入成形和反馈控制联合的主动振动抑制策略,在保证航天器完成指定的姿态机动的同时抑制对系统影响较大的挠性附件的振动。考虑到柔性附件模态变量难以测得以及存在外界干扰力矩,设计了只利用姿态信息的反馈控制器,并根据整个闭环系统的振动频率和阻尼比信息设计前馈鲁棒多模态输入成形器,进一步提高闭环系统的性能。仿真结果表明,应用该策略成功地抑制柔性附件的振动及改善系统的机动时间,并使系统性能对参数的摄动具有很强鲁棒性。

基于气浮台的编队飞行地面试验建模与鲁棒控制器设计

为分析验证卫星编队飞行涉及的相对导航、制导与控制以及星间通信等问题,搭建了编队飞行的地面试验系统,采用了一块3m×4.5m的气浮平台和具有两个平动自由度和一个转动自由度的卫星仿真器分别来模拟低阻力的空间环境和编队飞行的卫星,相对导航采用了视觉相机和室内GPS两种方案,星间通信则通过蓝牙进行模拟。推导了描述仿真器间相对运动的包含参数不确定性的动力学模型,并基于此模型设计了带极点配置的鲁棒H∞控制算法,通过姿态同步和构型保持等仿真实验重点对编队飞行的相对导航、星间通信和相对状态控制进行分析验证,对实际的编队任务具有一定的参考和指导意义。

控制受限柔性航天器姿态机动内闭环成形控制

针对柔性航天器带有执行机构饱和的姿态控制问题,提出了一种将反馈控制与内闭环信号成形相结合的控制方法。将成形器作用于系统内闭环回路中,通过人为引入控制延时达到抑制振动的目的,避免敏感器扰动、执行机构饱和等非线性影响控制器振动抑制效果。全物理实验结果表明,在反作用飞轮存在控制力矩饱和的情况下,该方法不仅使航天器快速地、平稳地完成高精度姿态机动,而且显著地减少了柔性结构的弹性振动,具有算法简单、易于在轨实时计算的优点。

空间绳系系统自由展开建模与仿真

运用Hamilton原理建立了空间绳系展开动力学模型,研究绳系展开过程中绕线盘出线、系绳振动以及末端质量的运动规律,并利用中心差分法、四阶Runge-Kutta和预估校正法等数值方法对绳系的自由展开过程进行仿真,仿真结果显示该模型可以较精确描述绳系系统在展开过程中的复杂非线性动力学行为,绳系自由展开不能满足稳定展开的要求,仿真数据可以为后续的绳系展开控制提供参考依据。

刚柔耦合系统的输入成形控制

为实现对大范围运动刚柔耦合系统的振动抑制,提出基于一次近似动力学模型的输入成形控制方法.针对中心刚体-柔性旋臂梁系统,在变形位移的描述中计及纵向变形的二次耦合项,建立一次近似动力学模型用于振动控制.考虑到大范围运动刚柔耦合系统中柔性梁有别于结构动力学中定边界梁的模态特性,设计抑制柔性振动的鲁棒多模态输入成形器.仿真结果表明,该策略在完成大角度机动的同时成功地抑制了柔性梁的振动.

柔性航天器大角度机动闭环开关序列控制

针对柔性航天器大角度姿态机动时柔性附件的振动抑制问题,提出了一种闭环脉冲序列控制方法.该方法利用姿态角和角速度作为反馈信号,分别使用喷气推力器、反作用飞轮完成姿态的粗、精控制,以实现航天器的快速大角度机动;同时,为实现平稳的机动过程,设计成形的喷气开关控制指令,以避免机动过程中推力器激起柔性结构的持续振动.全物理实验结果表明,该方法不仅使航天器完成姿态的机动,而且显著地减少了柔性结构的弹性振动,并且具有节省燃料、算法简单、易于在轨实时计算、工程可行性及有效性高的优点.

柔性航天器自适应多层神经网络跟踪控制方法

针对柔性航天器的姿态跟踪以及振动抑制问题,提出了一种自适应多层神经网络控制方法。利用自适应多层神经网络来补偿系统的非线性项,利用光滑变结构项来补偿神经网络逼近误差及外部干扰。柔性航天器为典型的一个中心刚体加柔性附件的结构,假设模型参数未知并且具有任意的有限维。控制器只利用姿态角和角速度信息进行反馈控制,不需柔性附件振动信息。最后,实验表明该方法可以有效地完成姿态跟踪和振动抑制。

刚柔耦合系统神经网络跟踪控制方法研究

针对刚柔耦合系统的姿态跟踪及振动抑制问题,采用一次近似动力学模型,提出了一种神经网络控制方法。典型刚柔耦合系统由一个中心刚体和带有末端质量块的柔性附件组成,假设系统参数未知并且截断模型具有任意的有限维。该方法利用多层神经网络补偿系统非线性项及未建模动态,利用其自学习和自适应能力,降低不确定性因素对系统产生的影响;并且控制器只利用姿态角和角速度信息进行反馈控制,不需要知道柔性附件振动信息。理论分析和实验结果表明该方法使闭环系统所有信号一致最终有界,能有效地使系统完成姿态跟踪,而且能显著地减少柔性结构的弹性振动。

随机激励下非线性振动系统特性的定性分析

求解李雅普诺夫方程,可直接获得平稳随机振动响应协方差矩阵.用等效线性化方法处理非线性系统,通过多次迭代求解李雅普诺夫方程可得到稳定的等效线性系统参数,从而获得一种多自由度非线性系统特性定性分析方法,为实际的非线性动力学系统建模提供了理论依据.对几个实例进行了仿真分析,结果验证了该方法的有效性.

基于OKID的损耗因子辨识方法研究

提出了利用观测器/卡尔曼滤波辨识(OK ID)方法辨识系统的最小阶功率流模型。首先直接由测量的输入功率和能量的时域数据辨识功率流系统的M arkov参数,然后利用特征系统实现算法得到功率流模型的最小实现。同时对统计能量分析模型修正方法进行了改进,将初始模型子系统间的耦合信息作为附加约束条件,并根据约束最优化思想寻求初始损耗因子相对误差矩阵的最小范数解,进一步可得到辨识的损耗因子参数。通过5子系统结构的实例仿真分析,验证了OK ID功率流模型辨识方法可行并具有很好的抗噪性能;与传统SEA模型修正算法相比,改进方法对初始SEA模型有更好的适应性,修正参数更好地保持了物理意义。研究的辨识方法可有效提高内损耗因子和耦合损耗因子的实验辨识精度,扩展实验SEA参数识别的工程应用范围。

让爱温暖后进生的心灵

转化后进生是班主任教育工作中的一个难题。一个班主任想要教育好后进生,不仅要有一定工作经验,更要掌握一定的工作方法与艺术。遵循教育规律,采用＂感化—转化—优化＂的系统强化管理程序,是后进生转优工作中强有力的教育手段。

不同产地天麻多糖含量测定分析

[目的]测定5个不同产地天麻中多糖的含量。[方法]采用回流醇沉法,提取5个天麻主产区天麻中的多糖,用蒽酮比色法测定其多糖的含量。[结果]云南昭通天麻的多糖含量最高,为25.04%;其次是陕西略阳天麻,为23.46%,四川汶川天麻为23.41%;含量较低的是贵州青龙天麻(20.67%)和湖北神龙架天麻(20.28%)。[结论]5个不同产地天麻多糖的含量差异极其显著。

邓子龙述评

邓子龙是明朝著名的爱国将领,其主要经历为:应募起家御倭寇;入湘黔平叛镇苗民;赴滇抗缅保国土;援朝抛头献丹心。

论何腾蛟

何腾蛟(1592——1649年),字云从,贵州黎平府(今黎平县人)。明天启元年(1621年)举人。进入仕途以后,初任山西榆次县教谕、次任介休县知县。崇祯九年(1636年)调任河南南阳县知县,因“吏治精敏,以最闻①”,遂迁兵部主事、进员外郎。崇祯十二年(1639)出任淮徐兵备佥事。崇祯十六年(1643年)提升为右佥都御史、湖广巡抚。