配置柔顺机构空间机器人双臂捕获卫星操作力学模拟及基于神经网络的全阶滑模避撞柔顺控制

讨论了空间机器人双臂捕获卫星操作过程避免关节冲击破坏的避撞柔顺控制问题.为此在关节电机与机械臂之间设计了一种旋转型串联弹性执行器(rotatory series elastic actuator, RSEA)--柔顺机构,其作用在于:(1)通过其内置弹簧的拉伸或压缩变形来吸收捕获操作过程中被捕获卫星对空间机器人关节产生的冲击能量;(2)可以利用合理设计的与之配合的避撞柔顺控制策略来保证关节冲击力矩受限在安全范围.首先,利用第二类Lagrange方程分别建立了捕获操作前含柔顺机构双臂空间机器人的开环分系统动力学模型与目标卫星的分系统动力学模型;之后,基于系统动量守恒关系、闭链系统位置与速度几何约束关系,获得了捕获操作后空间机器人与被捕获卫星闭链混合体系统综合动力学方程;最后,基于RBF神经网络提出了一种捕获操作后两者混合体系统镇定运动的全阶终端滑模避撞柔顺控制方案.所提方案结合柔顺机构在有效吸收、缓冲被捕获卫星冲击能量的同时,还在冲击能量过大时适时开、关空间机器人关节驱动器,以避免关节驱动器过载、破坏;此外,还通过最小权值范数法分配了机械臂各关节力矩,以保证双臂协调操作. Lyapunov稳定性理论证明了系统的全局稳定性,系统计算机数值仿真也验证了上述避撞柔顺控制策略的有效性.

空间机器人捕获卫星操作基于柔顺装置的无源模糊避撞柔顺控制

讨论了漂浮基空间机器人在轨捕获非合作卫星过程避免关节受冲击及过载破坏的避撞柔顺控制问题。在关节电机与机械臂之间配置了一种柔顺装置——旋转型串联弹性执行器(RSEA),其作用一是在捕获阶段,通过其内置弹簧的变形来缓冲捕获过程中被捕获卫星对空间机器人关节产生的冲击能量;二是在捕获完成后的镇定运动阶段,结合所设计的避撞柔顺策略来适时开关关节电机以保证关节冲击力矩受限在安全范围。首先,根据拉格朗日法及牛顿-欧拉法分别建立了含柔顺装置空间机器人与目标卫星系统的动力学方程;之后,结合整个系统动量守恒关系、系统运动几何及位置约束关系,建立了捕获操作后两者形成混合体系统的动力学方程。在此基础上,针对捕获操作后不稳定的混合体系统,提出了一种基于无源性理论的避撞柔顺模糊控制方案以实现其镇定控制。最后,通过仿真实验验证了所提避撞柔顺策略的有效性。

时间事件混合驱动的实时容错卫星操作系统设计

从卫星操作系统的具体情况出发，提出了时间、事件混合驱动的卫星实时容错操作系统设计方案，并且就该设计方案的实现细节和可行性、安全性进行了讨论。

采用微内核结构的实时卫星操作系统设计

提出了采用微内核结构的卫星操作系统设计方案 。

卫星操作自动化——NASA GSFC的经验和未来的发展方向

航天器及其地面系统的开发前提环境正在发展显著的变化。预算逐年减少，强烈驱动向高效费比操作发展。本文描述了ＮＡＳＡ ＧＳＦＣ（哥达德空间飞行中心）卫星操作自动化的现状，阐明了短期内的发展方向，提供了自动化在未来系统中如何使用的现实前景。调查了近１２个现行新计划中自动化的现状，从系统开发困难到社会影响给出了每种方法的结果和障碍。

一种新型卫星测试操作工具软件的设计与实现

该文提出了一种卫星测试操作语言及其编译执行环境的设计方案。结合面向对象方法学、编译技术、设计模式等思想理念,成功设计和实现了一个比较通用的卫星测试操作工具软件,该软件具有时间精度高、实时性强、可靠性高、自动判读、适应差异较大的不同任务等特点。

空间机器人双臂捕获卫星操作的事件采样输出反馈神经网络避撞柔顺控制

讨论漂浮基空间机器人双臂捕获非合作卫星过程避免关节冲击破坏的避撞柔顺控制问题,提出在机械臂与关节电机之间加入一种旋转型串联弹性执行器(rotatory series elastic actuator, RSEA)作为柔顺缓冲机构,其作用在于:1)捕获碰撞过程,通过其内置弹簧的拉伸或压缩吸收捕获操作过程中被捕获卫星对空间机器人关节产生的冲击能量;2)捕获完成后的镇定过程,利用设计与之配合的避撞柔顺控制策略保证关节冲击力矩限制在安全范围.利用第二类拉格朗日方程推导得到捕获操作前含柔顺机构双臂空间机器人系统及目标卫星的各分体系统动力学模型;基于系统动量守恒关系、系统运动几何关系及牛顿第三定律,得到捕获操作后双臂空间机器人与被捕获卫星混合体系统综合动力学方程;针对捕获操作后受碰撞影响而产生不稳定运动的混合体系统,提出一种基于事件采样输出反馈的RBF神经网络避撞柔顺控制方案.上述方案与柔顺机构相结合不仅能有效吸收被捕获卫星的冲击能量,还能在冲击能量过大时应时开、关双臂空间机器人关节电机,以防止关节电机发生过载和破坏.通过李雅普诺夫稳定性理论证明系统的全局稳定性,并通过仿真结果验证所提避撞柔顺控制方案的有效性.

带有太阳电池阵的卫星电源系统在轨测试方法

根据带有太阳帆板的地球同步卫星在轨测试需求，分析了星上电源系统的组成及技术状态；并以光照区可调节母线为例。给出了卫星电源系统在轨测试方法及相应的计算公式；最后，通过工程验证了该方法的正确性。

GPS Ⅲ系统操作概念初探

GPS Ⅲ系统将改变现有操作方式，利用新型的高速上行／下行链路和交叉链路通信结构提高操作人员的能力。由于可以连续连通，操作员可以实现“一颗卫星通，所有卫星通”的操作概念，从而实现近实时的导航更新和遥测监视。本文介绍了洛．马公司提出的GPS Ⅲ系统的操作概念，探讨了对卫星操作可能进行的改进，包括：星座监视、指挥和控制、导航上载监视、全球服务监视、全球服务预测、异常检测及实现方法。

一种空间机器人双臂捕获卫星减撞柔顺控制方法

为避免空间机器人双臂捕获卫星过程关节遭受冲击破坏,提出在机械臂与关节电机间加入一种缓冲装置,其通过内置弹簧来吸收捕获碰撞过程卫星对空间机器人关节的冲击能量,并结合减撞柔顺控制策略来保证捕获后的镇定过程关节冲击力矩在安全范围内。利用拉格朗日方法得到了捕获操作前含缓冲装置双臂空间机器人系统及卫星系统的动力学模型;之后,基于冲量定理、系统运动关系及牛顿第三定律,得到了捕获操作后双臂空间机器人与卫星混合体系统综合动力学方程;最后,针对捕获操作后受碰撞影响失稳的混合体系统,提出了基于速度重构、不确定估计的减撞柔顺控制方案。所提出的方案将速度重构、不确定估计与控制器结合,优化了控制器对系统不确定非常敏感及速度测量不准确的问题。仿真结果表明,含缓冲装置空间机器人不仅能在捕获碰撞过程减小至少50.2%的关节冲击力矩,还能在镇定过程冲击能量过大时刻应时开、关关节电机,实现对关节的保护。

国外小卫星测控通信网发展现状和趋势

近年来,小卫星的数量正迅猛增长。面对众多庞大的小卫星星座,小卫星系统应建立起专用的测控通信网。目前,国外的小卫星测控通信网具有自主性和简易性的特点,发展较为成熟。介绍了国外小卫星使用的几种典型测控通信网,包括美国航空航天局(NASA)的空间通信与导航网(SCaN)、美国行星实验室的"鸽子"卫星测控网以及欧空局的卫星操作全球教育网(GENSO),提炼了关键技术,总结了小卫星测控通信网的未来发展趋势,以期为中国小卫星测控通信网的建设提供参考。

工信部出台《卫星网络申报协调与登记维护管理办法（试行）》

工业和信息化部（以下简称“工信部”）近日制定发布了《卫星网络申报协调与登记维护管理办法（试行）》（以下简称“《办法》”），自2017年3月1日起施行。《办法》适用于在国际电联《无线电规则》框架下，中国卫星操作单位通过工信部向国际电联申报卫星网络，以及相应开展的卫星网络协调、登记和维护等各项工作。

水利卫星小站高阶维护技术研究

新一代水利卫星通信系统近年来得到了快速发展,目前卫星小站数量已超过600座,在水雨情数据传输、视频图像采集传输、应急抢险指挥等方面发挥了巨大的作用。但由于水利卫星小站大多分布在偏远地区且为数众多,暴露出基层人员专业知识缺乏,故障识别困难,缺乏现场处置能力,严重依赖专业维护设备等问题,严重影响全网的可靠运行。通过i Site软件可以方便基层用户进行天线对星检查、卫星路由器访问等功能操作,对具备一定计算机及网络知识的技术人员,可以摆脱专业频谱仪等设备的依赖,独立处置大部分的故障。通过对典型故障的分析,灵活运用i Site软件,可以有效提高整个水利卫星通信系统的运行维护能力,提高系统的综合可靠性。

美军航天测控企业级地面体系的发展

美国军事航天地面测控系统采用为每种军事卫星系统配套专用测控系统的方式构建,形成"烟囱"式割裂的格局,造成资源和人力的极大浪费。空间威胁的日益严峻迫使美军进行地面系统的转型。美军提出构建"企业地面体系"(EGA),用通用的测控系统完成所有军事卫星的测控,通过云技术提高网络安全性,通过自动化和商业化减少操作人员,提高系统效率,降低运维成本,腾出更多人力完成有效载荷的部署与操控,以应对日益迫近的太空作战。虽然美军EGA的具体方案还未出台,但通过对其发展背景、总体设想、拟采用的关键技术及发展现状进行跟踪分析,总结了美军构建通用军事测控系统的总体设计思路及设计原则,对我国航天测控系统的发展提出了建议。

用新技术支持未来航天任务

未来的航天任务操作将是什么样？未来航天任务将从目前开发的新技术中获得多少好处？从桌面个人计算机（ＰＣ）操作整个卫星、一个星座和一族卫星的可能性如何？本文就来探讨这些问题，作为对星上自主和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ大型协议之类新技术将如何改变航天操作的前景预测。分析了“离岗”任务操作控制中心的设想及其在未来任务操作中的作用，介绍了从现有方案发展的类似情况，仔细研究了智能卫星的设想。

部无管局举办空间业务管理培训班

为进一步做好卫星网络资料申报协调及空间业务行政许可等相关工作，2018年9月18日至20日，工业和信息化部无线电管理局在河北省秦皇岛市举办了空间业务管理技术与规则培训I班，国内卫星操作单位负责卫星无线电频率协调工作的50多名管理和技术人员参加了培训。

军士专业课程“混合对分”教学模式设计及实践

从军士人才培养目标出发,结合专业课程特点要求,将对分课堂和混合式教学有机融合,探索构建了军士专业课程“混合对分”教学模式.通过区分理论和实践两类课程内容,按照角色、时间、空间三个维度进行了教学设计,给出了卫星通信装备操作与应用课程的教学实践.实践表明,“混合对分”模式有效调动了学员学习的主动性,提升了学习效率,为军事专业课程的教学提供了有益借鉴.

基于强化学习的空间机器人柔性捕获控制研究

针对空间机器人双臂捕获卫星过程中的关节易受冲击力矩而破坏的问题,提出一种基于强化学习的柔性控制方法.首先,针对捕获前双臂空间机器人及卫星系统,分别利用拉格朗日方法及牛顿-欧拉法推导得其动力学模型;然后结合冲量定理、位置约束关系及牛顿第三定律,建立捕获后空间机器人与卫星形成混合体系统的动力学模型.针对失稳的混合体系统,提出一种缓冲柔顺强化学习控制方案,该方案通过系统与环境的动态交互来实时优化控制策略以实现镇定过程的最优控制.仿真结果表明:所提控制方案最大可减少54.2%的冲击力矩,并在镇定阶段确保关节冲击力矩限制在安全范围内,从而保护关节免受冲击力矩的破坏.

如何进行业余无线电卫星通信

业余无线电卫星通信并不难，但一定要多听和勤于操作实践。理论上的东西永远只是理论，只有积极地实践才能掌握和体会到其中的奥妙和乐趣。和短波业余无线电通信不同，业余无线电卫星通信几乎不受天气、季节和白天黑夜的影响。有些国家和地区的HAM虽然只有VHF／UHF波段的操作执照，但是凭着锲而不舍的精神，通过业余无线电通信卫星操作，进行DX通信，照样可以获得DXCC奖状，享受到DX通信的乐趣。很多爱好者随随便便站在广场中、河堤上、