一种挠性动力学模型解耦及局部迭代方法

带有大型帆板、大量推进剂的航天器挠性模态阶数可以达到上百阶,其挠性动力学要实现毫秒级周期迭代运算,需要高性能的计算机.基于挠性模态ij和星体转动(w)解耦、局部迭代等措施避免迭代误差导致挠性动力学运算发散,解耦后的挠性动力学模型参数K1,K2,I-1等可以离线计算,从而减小了迭代计算量,降低了对计算机的性能要求,且易于工程实现.仿真验证了解耦及迭代运算方法的有效性,仿真结果表明计算速度可以提高约2个数量级.     

天宫一号与载人飞船组合体能源管理设计与验证

天宫一号和载人飞船构成组合体期间,载人飞船处于停靠状态,由天宫一号负责组合体能源管理.基于供电安全性和传输功率的要求,组合体进行了近端采样反馈电压控制的并网供电架构设计.经过仿真、地面测试和在轨飞行试验验证,表明天宫一号与载人飞船组合体供电并网设计正确,为载人空间站工程各组合体间供电并网设计提供了有力保证.     

多模块航天器转移轨道优化设计

轨道动力学是适用于全局优化的众多应用领域之一。着眼于分布式航天器转移轨道优化,提出了所有航天器模块连续地从停泊轨道转移到目标轨道,并同时保持相对位置的方案。最优控制问题已经确定。性能指标的选取标准是在有限的燃料下将总体轨道转移时间降到最低。总体轨道转移时间是包括消除航天器之间在停泊轨道上的相位差耗费时间和所有模块长距离轨道转移时间之和。当选取位置和速度作为状态时,最优问题就是一个非常复杂的最优控制问题。然而,通过给出合适的常值状态参量,上述问题就会转变成静态参数最优问题。最终采用基于Matlab优化工具拟牛顿方法的最优化算法解决了这个参数最优化问题。当初始估计良好的情况下该最优化算法能够迅速收敛。另一方面,轨道动力学推力假设能够获得最初估计值。仿真结果证明了多模块航天器的轨道设计策略是实用的,同时证明该最优化算法是有效的。     

空间飞行器中性浮力实验体结构设计

中性浮力地面实验系统的实验体设计问题是有效实现空间飞行器研制阶段地面演示验证实验的关键技术之一。根据实验系统的任务需求,对实验体结构系统进行了设计。首先根据阿基米德原理对浮心和重心相对位置进行设计;然后通过对质量特性进行计算,给出了实验体结构的最终设计方案;并进行了物理仿真实验,实验结果证明了设计方案的合理性和可行性。     

GPSNISNAV integrated relative navigation and attitude determination system for ultra-close spacecraft formation flying

For the improvement of accuracy and better fault-tolerant performance, a global position system (GPS)/vision navigation (VISNAV) integrated relative navigation and attitude determination approach is presented for ultra-close spacecraft formation flying. Onboard GPS and VISNAV system are adopted and a federal Kalman filter architecture is used for the total navigation system design. Simulation results indicate that the integrated system can provide a total improvement of relative navigation and attitude estimation performance in accuracy and fault-tolerance.     

基于△DOR信号的高精度VLBI技术

在嫦娥二号（CE-2）工程中，我国首次开展了X波段ADOR测量实验，获取了ADOR信号的VLBI时延数据，并用于精密定轨．本文给出了CE-2中ADOR信号的VLBI测量与数据处理方法，结合我国VLBI测量系统对时延数据进行了误差分析及精密定轨分析．结果表明：ADOR信号的VLBI时延精度优于0．5ns，比利用S波段信标的测量精度提高约一个数量级．本研究成果为后续的月球及深空探测高精度测定轨提供了重要的技术手段．     

2018年空间科学热点回眸

 回顾了2018年全球空间科学重要研究进展、重大战略调整以及新发射的空间科学重要任务平台,盘点了“盖亚”绘制最新银河系地图,科学家首次确定银河系外高能中微子来源,火星勘测轨道器发现火星浅层地表之下的冰,“旅行者2号”飞出太阳系;美国密集出台航天新战略,俄罗斯公布月球计划路线图,国际空间探索协调组更新国际载人航天新战略;首个飞入日冕的帕克太阳探测器成果发射,人类首个月球背面探测器“嫦娥四号”顺利登月等重大科学事件。     

一种改进的TRIAD飞行器姿态确定方法

为了提高飞行器姿态测量精度和简化姿态确定的复杂性,提出了一种基于加权矢量和的TRIAD飞行器姿态确定算法。该算法基于TRIAD姿态确定原理,通过对观测矢量加权求和的方式以获得一个较传感器观测矢量更精确的矢量,并以此矢量作为TRIAD算法的基准矢量,然后运用TRIAD算法进行姿态计算。仿真结果表明,这种算法获得的飞行器姿态精度优于传统的TRIAD算法,与优化的TRIAD算法精度近似,但简化了姿态确定的过程,提高了姿态确定的速度。     

挠性航天器大角度机动的振动抑制控制

建立了带变速控制力矩陀螺群的挠性航天器的动力学模型,应用误差四元数来描述姿态运动,将星体大角度姿态机动问题转化为误差四元数的调节问题.针对挠性航天器三轴同时姿态机动时挠性附件的振动抑制问题,提出了基于动态输出反馈控制的振动抑制方法,设计了仅利用姿态四元数而无需以角速度测量、挠性变形位移及速率测量作为反馈的动态控制规律.基于Lyapunov方法证明了所设计的动态控制器保证了姿态的渐近稳定和模态振动的衰减.基于Matlab/Simulink进行了仿真验证,结果表明了所提出的控制方法的可行性和有效性.     

Influence of Monitoring Method and Control Complexity on Operator Performance in Manually Controlled Spacecraft Rendezvous and Docking

This study focuses on the influence of the monitoring method and control complexity on the operator performance in manually controlled spacecraft rendezvous and docking (RVD).Two one-factor experiments were designed on a simulated RVD system.One examined the video guidance and periscope monitoring methods,and the other examined three control complexity levels using one-axis RVD control,twoaxis RVD control,and three-axis RVD control.Eighteen male volunteers aged 22-35 participated in the experiments.The results show that the RVD operating time increases with control complexity.Based on the operators' findings,the two-axis control is the easiest.The monitoring method has no significant influence on failure rate with the low complexity using one-axis RVD control.