基于多场耦合建模的航天器控制与仿真技术研究

为进一步提高空间多场耦合影响下复杂结构航天器的控制性能,研究热辐射环境下航天器精细化建模、控制与仿真技术.基于绝对节点坐标法,构建温度场和位移场相统一的薄板有限元单元,以避免不同物理场下网格不匹配引入的映射误差问题,在此基础上,考虑材料泊松比随温度的变化规律,建立位移与温度双向耦合的航天器刚-柔-热动力学模型,并针对性设计多频段扰动主动抑制的高阶控制算法,利用宽频测量与宏微结合的分布式作动控制方案,在数学仿真中实现转动惯量为104 kg·m^(2)量级的挠性航天器在姿态机动(8°/25 s)工况下控制稳定度优于5×10^(-6)(°)/s的指标.同时,基于三轴气浮运动模拟器、柔性载荷模拟器及热辐射环境模拟器构建了刚-柔-热耦合的姿态控制全物理试验平台,对系统模型仿真结果进行了标校,验证了基于有限元建模与控制一体化仿真的工程可行性.

空间站结构数字化协同设计中的计划管理

针对传统基于二维图纸研制的计划管理模式不适应三维数字化结构协同设计的问题,分析了数字化结构协同设计的特点,围绕三维模型架构层次和信息交互,提出了技术流程逐层解耦的管理方法;应用模糊统计和平衡线调度原理,建立了三维模型投产计划评估数学模型;基于模型层次化的协同方式优化了沟通管理模式。在空间站结构研制的管理过程中,要实现全过程的结构研制管控、调配合理的人力资源、制定科学的投产计划、促进高效的信息沟通,以确保空间站结构研制任务的完成。该计划管理方法为大型复杂航天器结构三维数字化协同设计的计划管理提供了良好的借鉴。