ANALYSIS OF LOCATION ACCURACY FOR AN EMITTER USING SATELLITE-MOUNTED INTERFEROMETER

ＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＬＯＣＡＴＩＯＮＡＣＣＵＲＡＣＹＦＯＲＡＮＥＭＩＴＴＥＲＵＳＩＮＧＳＡＴＥＬＬＩＴＥ┐ＭＯＵＮＴＥＤＩＮＴＥＲＦＥＲＯＭＥＴＥＲＺｈｏｕＹｉｙｕ（周一宇），ＧｕｏＺｈｉｇａｎｇ（郭志刚）（ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤ...

相温子库传热优化及柠檬贮藏效果

为研究子库传热面积、材料、对流风速和厚度对子库传热的影响,以及优化子库传热对柠檬保鲜效果的影响。通过增大子库传热面积、提高对流风速等方法,确定子库传热的主要影响因素,并对其进行优化试验和对柠檬进行贮藏效果研究。结果表明:子库传热面积对子库传热影响最为显著,其次为子库对流风速;柠檬贮藏效果研究结果表明,相温贮藏相较于普通冷藏能明显抑制柠檬果皮变黄和失重现象,并减缓维生素C、总可溶性固形物等营养物质的流失,优化子库传热后能进一步提升相温贮藏效果。

基于SCSO-BP神经网络的卫星姿态控制系统故障预测

近年来,随着人工智能的迅速发展,基于人工神经网络的卫星姿态控制系统故障预测方法得到了越来越多的重视。在反向传播(Back Propagation,BP)神经网络中,权重和偏置是重要的可调节参数,与神经网络的预测性能密切相关。BP神经网络的初始权重和偏置为随机生成,设置不当容易导致网络在训练过程中陷入局部极值,进而影响预测性能。为了提高BP神经网络的预测性能,提出了一种将沙猫群优化(Sand Cat Swarm Optimization,SCSO)算法与BP神经网络相结合的预测方法。在训练过程中,首先通过SCSO算法对BP神经网络权重和偏置进行预训练,在此基础上,利用精调后的BP神经网络对卫星姿态控制系统周期渐变故障数据的未来趋势进行预测。实验结果表明,与原始BP神经网络预测方法相比,SCSO-BP预测方法能够有效减小预测误差,具有更好的预测精度。

小卫星姿控与星务管理的一体化设计

介绍一种将姿控系统和星务管理系统融为一体的设计思想 ,它节约了星载机资源 ,提高了系统信息处理的实时性 ,很好地体现了小卫星的质量轻、体积小、成本低的优势。对姿控系统的硬件组成、卫星的飞行模式和控制策略、星务管理软件的体系结构和总体设计思想、姿控软件和星务管理软件的接口设计等内容做了重点讨论。

基于最优切换的挠性卫星的姿态控制

在切换系统最优控制的框架下,讨论了挠性卫星的姿态控制问题。首先,根据挠性卫星姿态调整的运动模型,同时考虑两种执行机构的控制作用,将卫星的姿态控制问题转化为一种切换控制问题,并在能量最小性能指标下讨论其最优控制问题。其次,基于粒子群优化算法和Powell算法给出了求解最优切换时间问题的完整优化算法。最后,以3阶挠性卫星系统为例,给出了具体仿真算例,验证了所提算法的有效性。

卫星姿态容错控制系统的鲁棒自适应逆最优控制

针对卫星姿态控制系统中的执行机构和敏感器故障问题,将系统不确定性参数作为在线估计自适应参数,并考虑系统故障检测与诊断结果的不确定性,基于逆最优原理采用积分反推方法求解辅助系统的自适应控制Lyapunov函数,设计了能够确保原系统鲁棒稳定的自适应逆最优控制器并给出了详细的证明。最后进行了数学仿真,仿真结果表明文中设计的容错控制方法合理有效。

协同优化在卫星多学科设计优化中的初步应用

探讨以遗传算法为优化工具的协同优化方法在卫星总体优化设计中的应用以及各学科间耦合关系。首先对基本协同优化方法的流程及特点进行了探讨,然后以对地观测卫星总体优化设计为对象,研究如何利用协同优化方法建立此问题的优化模型。研究结果表明,融合了遗传算法的协同优化方法能够有效地解决对地观测卫星总体优化设计,学科间耦合设计变量以及耦合状态变量的一致性误差均接近0.01%。

多目标进化算法在卫星姿态控制中的应用

挠性卫星大角度机动姿态控制要求卫星能够较快地机动到给定位置,同时要求由卫星机动引起的帆板振动强度尽可能地小。基于一种新型的多目标优化进化算法,规划卫星的大角度机动路径,以同时优化卫星姿态机动的快速性和帆板低振动强度两个指标。仿真结果表明,所提方法运行一次便能够有效地搜索到一组多样性较好的非支配路径解,供决策者在不同的工作目标下选择,有效地缓解了两个指标间的矛盾。

多阶段高斯伪谱法在编队最优控制中的应用

针对编队协同攻击时间最优控制问题,首先通过分析编队协同攻击作战过程,将编队协同攻击任务划分为编队形成、编队保持和协同攻击三个阶段。在简化控制延迟与效率的基础上,建立三阶段通用的空间运动方程。然后结合各阶段的任务特点,综合考虑弹间防碰、期望队形参数、交班误差、导弹自身控制限制,及攻击目标精度等因素,建立各阶段的最优控制模型。基于高斯伪谱法,提出编队形成-保持-攻击一体化的时间最优控制算法。通过大量仿真,在合理选择勒让德-高斯(LG)节点的前提下,利用该方法可快速得到优化的控制指令,弹道及约束性能的仿真结果显示,编队协同攻击全过程可满足任务需求及相应约束限制,校验了算法的可行性。

小倾角GEO卫星多波束天线覆盖特性优化

从轨道、天线和指向控制角度,对小倾角轨道GEO卫星多波束天线对地覆盖特性进行建模仿真和优化研究。首先对小倾角轨道、天线波束安装与排布、倾斜轨道控制以及波束动态指向等问题进行了理论分析与建模,得到了基于姿态偏置控制的天线动态覆盖计算模型;接着构造了天线覆盖性能的评估指标,并从指向角度建立了覆盖特性优化模型;最后,工程算例仿真表明,通过天线指向优化既可以解决覆盖问题,又能改善对服务区的覆盖特性。研究结果表明,文中建立用于覆盖计算、评估和优化的模型合理正确,可用于天线覆盖仿真。

随机扰动情况下绳系卫星状态保持阶段的最优控制

在考虑系绳弹性的情况下,建立绳系卫星轨道面内运动的动力学模型,并在系统平衡位置线性化,得到绳系子星在随机扰动作用下的稳态保持状态方程.引入基于卡尔曼滤波的状态估计方法和最优状态反馈控制策略,提出了保持系统稳态运行的控制方法,并以YES2空间系绳试验为参考模型设计了稳态保持控制系统.分别在不考虑系绳弹性和考虑系绳弹性的系统模型下进行相应仿真分析,结果表明所提出的控制方法能使系统具有良好的抗干扰性能,系绳控制张力变化平缓且幅值小,提高了系统状态保持阶段的可靠性和安全性.同时系绳刚度系数的减小可使系绳纵向振动加剧,但对横向摆动影响较小,这为选取合适的系绳材料提供了理论参考.

推力器工作对轨道的影响分析

针对已知推力器在地球静止轨道卫星上的安装信息和已知推力器的工作信息,对推力器作用力进行建模,分析计算推力器在不同工况下工作对卫星轨道的影响;统计在轨卫星推力器工作对轨道的影响效果,并与计算结果分析进行比较,说明在轨道外推模型中加入推力器作用力的修正,可以有效地改善轨道外推的精度。

小卫星姿态反作用轮捕获的预测控制方法

有利于提高小卫星的功能密度．为在反作用轮速率饱和限制条件下获得较短的捕获时间，在极大值原理和非线性预测控制理论基础上提出了分步优化的思想，设计了用于姿态捕获的次最优控制器，避免了直接代化控制的困难．最后进行了仿真验证，结果表明该控制方法能在反作用轮速率饱和限制条件下较快地实现小卫星姿态捕获，且具有良好的鲁棒性．

TS模型和H_∞观测器在卫星故障诊断中的应用

针对卫星姿态控制系统中的陀螺故障,分别在先验变量已知和未知两种情况下设计了基于TS模糊模型的H∞最优故障观测器,并证明了两种情况下H∞最优故障观测器的可行性.最后通过数学仿真验证所提出的故障诊断方法的有效性,并对两种H∞故障观测器的性能和实用性进行了综合比对.

一种偏置动量轮在轨维护的变带宽控制方法

针对长寿命运行卫星在轨维护中出现的备份偏置动量轮离散性差异较大,导致俯仰角收敛缓慢的问题,在姿态现象分析的基础上,根据卫星姿态动力学原理,建立偏置动量轮工作模式下的俯仰姿态的PID(Proportion Integration Differentiation,比例积分微分)控制模型,并进行系统开环与闭环传递函数公式推导。然后在伯德图(Bode Diagram)基础上,重点分析相位裕量的敏感参数,给出俯仰姿态控制回路的带宽调整方法,实现变带宽控制。卫星偏置动量轮在轨切换维护的结果表明,通过及时调整PID参数,减小回路带宽,可以有效改善相位裕量,保持卫星控制性能,实现俯仰姿态快速收敛,且俯仰角控制精度优于0.03°,取得较好的应用效果。

无拖曳航天器连续推力分配的伪逆法二次优化方案

主要研究了应用伪逆法进行无拖曳航天器连续推力分配时的二次优化方法。首先,根据伪逆法初值求取方法,得出其解存在推力为负和超出执行机构约束饱和限制情况的结论;然后提出了伪逆法二次优化两步方案,针对推力为负提出了利用推力器间的关联关系进行替代的方法,针对推力器约束饱和限制确定了约束上下限。最后,通过干扰跟踪仿真和推力输出仿真,此二次优化方案满足了推力器输出为正和输出限幅的要求,并且计算简单,可以实现在轨实时分配,也可应用于其他需要连续推力的航天器推力分配任务。

在轨跟踪与数据中继卫星测控关键技术(上)

根据卫星轨道根数,研究了跟踪与数据中继卫星(TDRS)对用户星的精确跟踪规律,并据此分析了TDRS对卫星平台姿态和天线运动范围的要求。介绍了TDRS测控中的关键技术,如螺旋扫描算法在TDRS搜索用户星时的应用、TDRS对近地卫星的覆盖率、TDRS跟踪多用户星的资源分配准则、星蚀和日凌计算,以及轨道位置保持控制策略等。相关控制策略的正确性已在我国地球同步轨道卫星的在轨测控应用中得到了证实,可用于未来TDRS的工程测控和业务应用。

静止轨道共位卫星东西位置保持优化控制

基于共位卫星的倾角、偏心率隔离方法,以及东西位置保持策略,在满足共位任务和减少测控工作量的前提下,对东西位置保持中的平经度和偏心率保持策略,以及使所消耗的能量最小的保持参数优化进行了研究,提出了共位卫星东西位置保持优化方法。

北斗卫星姿态控制模式与卫星天线相位中心改正

为解决地影期间太阳敏感器无法正确感知太阳位置以及卫星姿态控制系统动量轮控制力矩较小等问题，北斗导航卫星采用了动偏、零偏两种姿态偏航控制模式。若在北斗卫星数据处理中采用类似GPS的纯动偏模式，将造成卫星天线相位中心及相位缠绕改正量计算错误。本文研究了动偏、零偏控制模式下卫星姿态特性，并针对北斗三类卫星，对比了两种姿态控制模式中，卫星天线相位中心及相位缠绕改正差异，希望能对北斗系统的应用提供技术参考。

一种KBR系统相位中心在轨标定算法

为了保证低低跟踪(SST-LL)重力卫星K波段微波测距(KBR)系统在轨测距精度,提出了一种KBR系统相位中心在轨标定算法。首先根据卫星姿态机动律设计了一种姿态控制算法,将卫星姿态控制分为喷气机动控制过程和稳定控制过程,然后将卫星稳定控制过程中的KBR、GPS及星敏感器观测数据代入扩展卡尔曼滤波器中估计出KBR系统相位中心的位置。最后进行了数学仿真验证,结果表明该算法能够对标定过程中的卫星姿态进行稳态控制,姿态稳定控制精度俯仰、偏航优于1mrad,滚动优于3mrad;双星KBR相位中心三轴标定精度均控制在1mm以内,具有良好的稳定精度。