资源约束突变的航天器观测快速重调度优化算法

针对航天器对地观测调度中资源约束发生突变的情况,提出了一种基于蚁群算法的启发式重调度算法。首先对重调度过程中的资源约束进行分析,给出了资源约束发生变化的重调度模型。然后,结合原调度优化结果,给出重调度任务集合更新方法,对任务集合进行剪裁。最终,基于最大限度利用原调度方案信息的思想,结合任务集合更新及优先级等启发式信息,给出了一种改进的重调度优化算法。数值计算结果表明,所设计的算法可以快速有效的提高重调度过程的收益。

基于干扰观测器的天基观测航天器姿态控制设计

与地基空间目标监视系统相比,天基观测系统具有监视范围广,不受国界限制,观测精度高等优点,是未来空间目标观测技术的重要发展方向。但天基观测航天器工作时,相机转台的运动,太阳能帆板挠性部件的弹性振动与航天器的姿态运动相互影响,构成强耦合的非线性系统,传统的控制方案无法实现对这类天基观测航天器的高精度姿态控制。文章针对某一空间观测航天器的任务要求,设计了基于干扰观测器的前馈补偿航天器姿态控制系统,仿真实验结果表明:姿态角控制精度小于0.06°,姿态角速度精度小于0.03(°)/s,达到了精度要求。

偏置比例导引末制导控制

在空间航天器近距离观测和故障诊断过程中,要求距离航天器足够近。从防碰撞角度出发,提出了偏置导引近距离飞跃的要求。针对此要求,在相对运动模型的基础上,根据二维平面内期望的偏置距离与视线转率之间的关系,扩展到三维空间中重新构造偏置项,推出了一种具有终端偏置距离约束的偏置比例导引律,在视线坐标系的两平面内分别应用该导引律进行偏置控制来实现垂直于视线的平面内任意方向的偏置。最后对顺轨低速和逆轨高速两种不同交会方式进行了六自由度数学仿真,仿真结果表明,两种交会方式的脱靶量误差均小于0.5 m,能成功将飞行器导引到目标近旁飞跃点,且在偏置末制导过程中稳定了飞行器的姿态,从而验证了偏置制导控制的可行性,为对目标近距离观测提供了一种新的方法。