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考虑面内外摆角对电动绳系离轨过程的参数影响分析
被引量:
2
1
作者
翟光
苏飞
+1 位作者
张景瑞
张尧
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2015年第8期1837-1843,共7页
利用电动绳系实现空间碎片自主离轨有广阔的应用前景。受洛伦兹力矩和重力梯度力矩作用,绳系姿态将在当地垂线附近振荡。首先采用拉格朗日法建立电动绳系面内外姿态动力学模型;随后结合国际地磁场模型,给出洛伦兹力和洛伦兹力矩的计算方...
利用电动绳系实现空间碎片自主离轨有广阔的应用前景。受洛伦兹力矩和重力梯度力矩作用,绳系姿态将在当地垂线附近振荡。首先采用拉格朗日法建立电动绳系面内外姿态动力学模型;随后结合国际地磁场模型,给出洛伦兹力和洛伦兹力矩的计算方法;最后结合姿态动力学模型和高斯摄动方程,建立了电动绳系离轨数值仿真模型,在考虑无摆角、仅有面内摆角、有面内外摆角的条件下,对电动绳系离轨过程进行仿真对比。仿真结果说明,电动绳系姿态振荡对离轨有明显影响,只有考虑绳系姿态,才能精确预测轨道参数的变化。
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关键词
电动绳系
姿态振荡
离轨控制
轨道参数
动力学建模
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职称材料
电动力系绳离轨系统关键技术简析
被引量:
1
2
作者
李爱军
李艳芳
+1 位作者
王长青
陈书敏
《航天器环境工程》
2020年第4期323-329,共7页
空间碎片引起的恶劣空间环境迫使人们研究低成本、高效率的离轨技术。文章对低地球轨道空间碎片清除技术之一——电动力系绳离轨技术的研究进行综述,首先介绍电动力系绳离轨系统的国内外研究现状,然后描述系统的动力学与控制的研究内容...
空间碎片引起的恶劣空间环境迫使人们研究低成本、高效率的离轨技术。文章对低地球轨道空间碎片清除技术之一——电动力系绳离轨技术的研究进行综述,首先介绍电动力系绳离轨系统的国内外研究现状,然后描述系统的动力学与控制的研究内容,预测系统离轨时间,详述系统离轨装置设计内容,最后对电动力系绳离轨系统未来的发展以及重点、难点做出展望。
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关键词
空间碎片
离轨装置
电动力系绳
动力学与控制
离轨时间
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职称材料
绳系拖曳离轨模型及脉冲喷气控制策略的可行性
被引量:
2
3
作者
刘新建
郑杰匀
《宇航总体技术》
2017年第1期13-20,共8页
在空间绳网的绳系组合体拖曳变轨运动控制中,系绳张力控制策略需要有一套卷扬机构及张力检测控制装置,将增加机构的质量、复杂度和成本,并降低操作可靠性。提出仅利用拖船飞行器上的三轴正交喷嘴控制策略,可同时实现拖曳离轨中的相对运...
在空间绳网的绳系组合体拖曳变轨运动控制中,系绳张力控制策略需要有一套卷扬机构及张力检测控制装置,将增加机构的质量、复杂度和成本,并降低操作可靠性。提出仅利用拖船飞行器上的三轴正交喷嘴控制策略,可同时实现拖曳离轨中的相对运动控制和系统质心的轨道控制,而系绳张力只作为约束,推导了组合体拖曳离轨的三维空间运动动力学模型,给出了一种准霍曼拖曳离轨控制方法,完成了同步轨道废弃目标拖曳离轨方案的初步可行性仿真验证,并给出了拖曳过程的喷气力、燃料消耗量指标,可供空间绳网研究参考。
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关键词
空间绳网
绳系组合体
拖曳离轨动力学
脉冲喷气控制
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职称材料
电动力绳系火箭末级离轨系统动力学与控制研究
4
作者
张烽
王小锭
+2 位作者
王长青
孔令超
吴胜宝
《空间碎片研究》
2021年第3期9-19,共11页
电动力绳系离轨技术是一项新颖的被动离轨技术,因其推进剂消耗低、效率高等优势,特别适用于火箭末级快速离轨任务,但也带来了动力学与控制方面的挑战。本文在分析电动力绳系火箭末级离轨任务特点基础上,针对离轨过程的系绳释放开展阶段...
电动力绳系离轨技术是一项新颖的被动离轨技术,因其推进剂消耗低、效率高等优势,特别适用于火箭末级快速离轨任务,但也带来了动力学与控制方面的挑战。本文在分析电动力绳系火箭末级离轨任务特点基础上,针对离轨过程的系绳释放开展阶段和电动力辅助离轨阶段,开展了动力学建模及具有工程实用性的控制方案设计,并通过数值仿真验证了方案有效性。最后介绍了电动力绳系离轨系统动力学与控制的国内外试验验证进展,并提出了含末级姿态模拟器的系绳释放地面试验系统方案设想,为后续我国推动电动力绳系离轨技术的进展提供了参考。
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关键词
电动力绳
火箭末级离轨
动力学与控制
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职称材料
GEO卫星寿命末期异常情况下离轨控制策略
被引量:
4
5
作者
姚凡凡
黄宵腾
刘准
《飞行器测控学报》
CSCD
2017年第1期38-44,共7页
为及时有效处置卫星寿命末期在轨突发情况,有针对性地做好卫星离轨的各项准备,控制与减小突发异常危害和不良影响,根据离轨控制要求,对异常情况下实施离轨的控制策略进行分析,提出了在燃料受限情况下"小步逼近"的多批次双脉...
为及时有效处置卫星寿命末期在轨突发情况,有针对性地做好卫星离轨的各项准备,控制与减小突发异常危害和不良影响,根据离轨控制要求,对异常情况下实施离轨的控制策略进行分析,提出了在燃料受限情况下"小步逼近"的多批次双脉冲离轨控制策略,以及在离轨控制时间受限情况下"大步远离"的短时间大控制量离轨控制策略,并通过仿真对控制策略进行了验证。结果表明,"小步逼近"控制策略能在燃料受限时尽可能地逼近坟墓轨道,"大步远离"控制策略能在较短的时间内将卫星送入坟墓轨道,该策略适用于GEO(Geostationary Earth Orbit,地球静止轨道)卫星寿命末期异常情况下的离轨控制。
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关键词
地球静止轨道(GEO)卫星
离轨控制策略
异常情况离轨
双脉冲霍曼转移
寿命末期
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职称材料
基于ALPSO算法的低轨卫星小推力离轨最优控制方法
被引量:
8
6
作者
李玖阳
胡敏
+2 位作者
王许煜
徐家辉
李菲菲
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2021年第1期199-207,共9页
低轨卫星在到寿后,需要在一定时间内离轨,而轨道高度高于800 km的卫星难以在自然条件下离轨。为了使卫星在规定时间内离轨,提出一种基于增广拉格朗日粒子群优化(augmented Lagrangian particle swarm optimization,ALPSO)算法的低轨卫...
低轨卫星在到寿后,需要在一定时间内离轨,而轨道高度高于800 km的卫星难以在自然条件下离轨。为了使卫星在规定时间内离轨,提出一种基于增广拉格朗日粒子群优化(augmented Lagrangian particle swarm optimization,ALPSO)算法的低轨卫星小推力离轨最优控制算法。首先依据小推力的特点列出摄动方程,并利用哈密尔顿方程求出带协状态参数的最优控制率。而后分别阐述了粒子群算法和增广拉格朗日方法,并据此得出了算法流程。最后与遗传算法的优化结果进行对比。结果表明,ALPSO算法迭代次数较少,收敛精度较高,降低轨道高度的第一种处置轨道适用于轨道高度821 km的卫星离轨,离轨时间为857天。该算法可用于低轨卫星小推力离轨问题的求解。
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关键词
低轨卫星
小推力离轨
粒子群优化算法
最优控制
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职称材料
火箭末级离轨系统中电动力绳系释放条件分析与控制设计
被引量:
1
7
作者
张烽
王小锭
+2 位作者
王书廷
吴胜宝
高朝辉
《宇航总体技术》
2021年第2期1-6,共6页
绳系释放过程是电动力绳系火箭末级离轨技术的关键,开展了绳系释放条件分析及控制方案设计。首先,基于"珠式"思想,建立离轨系统绳系释放过程的刚-柔耦合动力学模型。随后,基于数值仿真开展绳系释放条件分析。仿真结果分析发现...
绳系释放过程是电动力绳系火箭末级离轨技术的关键,开展了绳系释放条件分析及控制方案设计。首先,基于"珠式"思想,建立离轨系统绳系释放过程的刚-柔耦合动力学模型。随后,基于数值仿真开展绳系释放条件分析。仿真结果分析发现,释放时火箭末级初始姿态对绳系释放稳定性影响较大,仅靠绳系拉力控制,系统稳定裕度较小,很难保证绳系释放稳定性。据此,进一步提出了一种绳系稳定释放控制方案,并通过数值仿真验证了控制方案的有效性。
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关键词
电动力绳系离轨
火箭末级
绳系释放条件
控制方案设计
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职称材料
题名
考虑面内外摆角对电动绳系离轨过程的参数影响分析
被引量:
2
1
作者
翟光
苏飞
张景瑞
张尧
机构
北京理工大学宇航学院
出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2015年第8期1837-1843,共7页
基金
国家自然科学基金(11102018)
国家高技术研究发展计划(863计划)(2013AA7042018)资助课题
文摘
利用电动绳系实现空间碎片自主离轨有广阔的应用前景。受洛伦兹力矩和重力梯度力矩作用,绳系姿态将在当地垂线附近振荡。首先采用拉格朗日法建立电动绳系面内外姿态动力学模型;随后结合国际地磁场模型,给出洛伦兹力和洛伦兹力矩的计算方法;最后结合姿态动力学模型和高斯摄动方程,建立了电动绳系离轨数值仿真模型,在考虑无摆角、仅有面内摆角、有面内外摆角的条件下,对电动绳系离轨过程进行仿真对比。仿真结果说明,电动绳系姿态振荡对离轨有明显影响,只有考虑绳系姿态,才能精确预测轨道参数的变化。
关键词
电动绳系
姿态振荡
离轨控制
轨道参数
动力学建模
Keywords
electro-dynamic tether system
attitude tracking
deorbit control
orbital elements
dynamics model
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
电动力系绳离轨系统关键技术简析
被引量:
1
2
作者
李爱军
李艳芳
王长青
陈书敏
机构
西北工业大学自动化学院
榆林学院能源工程学院
出处
《航天器环境工程》
2020年第4期323-329,共7页
基金
陕西省重点研发计划项目“空间多体绳系卫星编队展开与稳定控制研究”(编号:2017KW-ZD-04)。
文摘
空间碎片引起的恶劣空间环境迫使人们研究低成本、高效率的离轨技术。文章对低地球轨道空间碎片清除技术之一——电动力系绳离轨技术的研究进行综述,首先介绍电动力系绳离轨系统的国内外研究现状,然后描述系统的动力学与控制的研究内容,预测系统离轨时间,详述系统离轨装置设计内容,最后对电动力系绳离轨系统未来的发展以及重点、难点做出展望。
关键词
空间碎片
离轨装置
电动力系绳
动力学与控制
离轨时间
Keywords
space debris
deorbit
ing device
electrodynamic tether
dynamics and
control
deorbit
ing time
分类号
V524.3 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
下载PDF
职称材料
题名
绳系拖曳离轨模型及脉冲喷气控制策略的可行性
被引量:
2
3
作者
刘新建
郑杰匀
机构
国防科学技术大学航天科学与工程学院
出处
《宇航总体技术》
2017年第1期13-20,共8页
文摘
在空间绳网的绳系组合体拖曳变轨运动控制中,系绳张力控制策略需要有一套卷扬机构及张力检测控制装置,将增加机构的质量、复杂度和成本,并降低操作可靠性。提出仅利用拖船飞行器上的三轴正交喷嘴控制策略,可同时实现拖曳离轨中的相对运动控制和系统质心的轨道控制,而系绳张力只作为约束,推导了组合体拖曳离轨的三维空间运动动力学模型,给出了一种准霍曼拖曳离轨控制方法,完成了同步轨道废弃目标拖曳离轨方案的初步可行性仿真验证,并给出了拖曳过程的喷气力、燃料消耗量指标,可供空间绳网研究参考。
关键词
空间绳网
绳系组合体
拖曳离轨动力学
脉冲喷气控制
Keywords
Space net
Tether combined system
Tug
deorbit
dynamics
Pulse jet
control
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
电动力绳系火箭末级离轨系统动力学与控制研究
4
作者
张烽
王小锭
王长青
孔令超
吴胜宝
机构
中国运载火箭技术研究院研究发展部
西北工业大学自动化学院
出处
《空间碎片研究》
2021年第3期9-19,共11页
文摘
电动力绳系离轨技术是一项新颖的被动离轨技术,因其推进剂消耗低、效率高等优势,特别适用于火箭末级快速离轨任务,但也带来了动力学与控制方面的挑战。本文在分析电动力绳系火箭末级离轨任务特点基础上,针对离轨过程的系绳释放开展阶段和电动力辅助离轨阶段,开展了动力学建模及具有工程实用性的控制方案设计,并通过数值仿真验证了方案有效性。最后介绍了电动力绳系离轨系统动力学与控制的国内外试验验证进展,并提出了含末级姿态模拟器的系绳释放地面试验系统方案设想,为后续我国推动电动力绳系离轨技术的进展提供了参考。
关键词
电动力绳
火箭末级离轨
动力学与控制
Keywords
electrodynamic tether
upper-stage
deorbit
dynamics and
control
分类号
V448.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
GEO卫星寿命末期异常情况下离轨控制策略
被引量:
4
5
作者
姚凡凡
黄宵腾
刘准
机构
[
出处
《飞行器测控学报》
CSCD
2017年第1期38-44,共7页
文摘
为及时有效处置卫星寿命末期在轨突发情况,有针对性地做好卫星离轨的各项准备,控制与减小突发异常危害和不良影响,根据离轨控制要求,对异常情况下实施离轨的控制策略进行分析,提出了在燃料受限情况下"小步逼近"的多批次双脉冲离轨控制策略,以及在离轨控制时间受限情况下"大步远离"的短时间大控制量离轨控制策略,并通过仿真对控制策略进行了验证。结果表明,"小步逼近"控制策略能在燃料受限时尽可能地逼近坟墓轨道,"大步远离"控制策略能在较短的时间内将卫星送入坟墓轨道,该策略适用于GEO(Geostationary Earth Orbit,地球静止轨道)卫星寿命末期异常情况下的离轨控制。
关键词
地球静止轨道(GEO)卫星
离轨控制策略
异常情况离轨
双脉冲霍曼转移
寿命末期
Keywords
Geostationary Earth Orbit (GEO) satellites
deorbit
ing
control
strategy j
deorbit
ing under abnormal circumstances
double pulse Hohmann transfer
end-of-lifetime
分类号
V412.41 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
基于ALPSO算法的低轨卫星小推力离轨最优控制方法
被引量:
8
6
作者
李玖阳
胡敏
王许煜
徐家辉
李菲菲
机构
航天工程大学航天指挥学院
出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2021年第1期199-207,共9页
基金
国家自然科学基金(61403416)资助课题。
文摘
低轨卫星在到寿后,需要在一定时间内离轨,而轨道高度高于800 km的卫星难以在自然条件下离轨。为了使卫星在规定时间内离轨,提出一种基于增广拉格朗日粒子群优化(augmented Lagrangian particle swarm optimization,ALPSO)算法的低轨卫星小推力离轨最优控制算法。首先依据小推力的特点列出摄动方程,并利用哈密尔顿方程求出带协状态参数的最优控制率。而后分别阐述了粒子群算法和增广拉格朗日方法,并据此得出了算法流程。最后与遗传算法的优化结果进行对比。结果表明,ALPSO算法迭代次数较少,收敛精度较高,降低轨道高度的第一种处置轨道适用于轨道高度821 km的卫星离轨,离轨时间为857天。该算法可用于低轨卫星小推力离轨问题的求解。
关键词
低轨卫星
小推力离轨
粒子群优化算法
最优控制
Keywords
low earth orbit satellite
low thrust
deorbit
particle swarm optimal algorithm
optimal
control
分类号
V412.2 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
火箭末级离轨系统中电动力绳系释放条件分析与控制设计
被引量:
1
7
作者
张烽
王小锭
王书廷
吴胜宝
高朝辉
机构
中国运载火箭研究院研究发展部
出处
《宇航总体技术》
2021年第2期1-6,共6页
基金
国家自然科学基金项目(61703437)
文摘
绳系释放过程是电动力绳系火箭末级离轨技术的关键,开展了绳系释放条件分析及控制方案设计。首先,基于"珠式"思想,建立离轨系统绳系释放过程的刚-柔耦合动力学模型。随后,基于数值仿真开展绳系释放条件分析。仿真结果分析发现,释放时火箭末级初始姿态对绳系释放稳定性影响较大,仅靠绳系拉力控制,系统稳定裕度较小,很难保证绳系释放稳定性。据此,进一步提出了一种绳系稳定释放控制方案,并通过数值仿真验证了控制方案的有效性。
关键词
电动力绳系离轨
火箭末级
绳系释放条件
控制方案设计
Keywords
Electrodynamic tethered
deorbit
ing
Upper-stages
Tether deployment requirement
control
scheme design
分类号
V448.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑面内外摆角对电动绳系离轨过程的参数影响分析
翟光
苏飞
张景瑞
张尧
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2015
2
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职称材料
2
电动力系绳离轨系统关键技术简析
李爱军
李艳芳
王长青
陈书敏
《航天器环境工程》
2020
1
下载PDF
职称材料
3
绳系拖曳离轨模型及脉冲喷气控制策略的可行性
刘新建
郑杰匀
《宇航总体技术》
2017
2
下载PDF
职称材料
4
电动力绳系火箭末级离轨系统动力学与控制研究
张烽
王小锭
王长青
孔令超
吴胜宝
《空间碎片研究》
2021
0
下载PDF
职称材料
5
GEO卫星寿命末期异常情况下离轨控制策略
姚凡凡
黄宵腾
刘准
《飞行器测控学报》
CSCD
2017
4
下载PDF
职称材料
6
基于ALPSO算法的低轨卫星小推力离轨最优控制方法
李玖阳
胡敏
王许煜
徐家辉
李菲菲
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2021
8
下载PDF
职称材料
7
火箭末级离轨系统中电动力绳系释放条件分析与控制设计
张烽
王小锭
王书廷
吴胜宝
高朝辉
《宇航总体技术》
2021
1
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职称材料
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