航天飞行训练仿真网络系统的实时性实现

载人航天任务中，为提高航天器人-机-环境系统的可靠性及航天员在任务中的作用，必须事先在地面模拟的航天飞行环境下对航天员进行大量的训练，因此必须研制航天飞行训练仿真系统。如何把系统各节点机进行有效的网络连接，使之提供的环境可靠，整体运行速度与真实飞行器同步，是研制中的一项重要技术。本文从网络通信协议、通信方式和程序设计等几方面讨论了提高网络实时性、可靠性的解决策略，并给出了网络Socket编程以及组播通信的实现代码。试验证明，本系统具有实时性和同步性强、数据传榆的可靠性高等特点。     

载入航天中人的可靠性模型及其分析

在载人航天飞行中,航天员、飞船及空间环境共同组成一个典型的人-机-环境系统,本文分析了航天员对飞船系统的作用及其工作能力的影响因素,进而建立应激-强度可靠性模型.在此基础上,提出必须从人、机、环境三个方面进行综合考虑来提高航天员的工作可靠性.     

载人航天器在轨维修性设计体系

开展了对载人航天器维修性设计体系的研究,明确了载人航天器维修性设计体系构成,包括维修性设计、维修性验证、维修性评价和维修性管理。维修性设计包括维修原则确定、维修需求分析、维修任务规划、维修模式设计等;维修性验证包括维修试验规划、分析仿真验证、实物试验验证和在轨飞行验证;维修性评价包括飞行工程师评价和航天员评价;维修性管理将维修性设计、验证、评价工作进行有机衔接并在工程上实施。本文可以作为载人航天器在轨维修性设计工作的参考。     

航天器座舱布局工效学仿真实验系统—虚拟座舱的研究

座舱布局的工效学设计是保证载人航天器系统安全可靠性和充分发挥航天员工作效率的重要技术途径。本文阐述了虚拟现实技术在此领域的应用概况,提出建立虚拟座舱布局工效学实验系统的基本思想、虚拟布局场景的实现方法、实验参数的设计以及主要的关键技术问题。最后,根据目前研究现状,探讨了其未来的应用趋势。     

载人航天器回收着陆半实物仿真系统研究

介绍了载人航天器回收着陆半实物仿真系统的需求、设计方案和框架结构。针对回收程控装置工作的特点和载人航天器回收过程的动力学特性,在面向对象的基础上建立了由指令和时间触发的分阶段的物伞系统整个飞行过程的动力学模型。与其他降落伞软件系统相比,该系统为国内外首次搭建的物伞系统整个飞行过程的半实物仿真软件。     

最后接近段交会对接飞行器人机联合控制的仿真研究

建立了一套交会对接人、机联合控制特性仿真实验系统的方法,设定对接控制的精度要求,选用26名年龄在20～40岁的男性青年志愿者进行了最后接近段交会对接的人机联合控制实验。实验的评价指标为追踪飞行器姿控与推进发动机点火的累计时间以及对接任务的成功率。实验结果表明,当受试者完成控制不多于3个相对参数,而其余由自动控制来完成时所形成的人、机联合控制的成功率在88.24%以上。此外,经过充分训练后,也有二名受试者完成了全部相对位置和姿态参数的控制。因此,在设计两飞行器的交会对接任务时,若要考虑到航天员的参与作用,让其完成控制两航天器间的俯仰、偏航和滚转参数较为合适,并且可以节省燃料。如果让航天员承担全部的参数控制任务,这就要考虑两方面的条件,一是允许消耗足够多的燃料,二是操作时间没有限制。     

航天器试验测控仿真系统的研究与应用

航天器飞行试验的跟踪测量与控制系统,是典型的复杂大系统。在总结多年测控总体研究经验的基础上,采用先进的计算机仿真技术,我们研制了测控仿真系统TCSS,以解决测控系统总体工作的迫切需要。TCSS是一体化的多机分布式仿真系统,它以VAX机为主机,在多台微机的配合下,可以完成包括测控系统的建模、实验、分析和结果报告等在内的仿真全过程。本文对此系统的基本结构、软件、功能特点和用途等作了介绍,也例示了其应用。     

载人登月训练模拟器综述

为了给中国未来载人登月任务训练仿真技术预研和模拟器研制方案论证提供借鉴参考,梳理了美和前苏联载人登月任务航天员训练概况、训练模拟器型谱及其应用情况.主要分析NASA航天员训练分类、训练阶段、主要的训练模拟器及其典型的训练情况,简要介绍了前苏联载人登月模拟器的类型.总结了得到的启示,最重要一点是:登月训练应该研制各种类型的训练模拟器,以丰富航天员模拟训练的手段,提高模拟训练的覆盖性.还对未来中国航天训练仿真技术前景进行了展望,包括新型虚拟现实技术因登月飞行和月面驻留任务及环境的特点而得到工程化应用;新型虚拟现实训练仿真技术体系的关键技术主要有自然和谐人机交互技术、真实感力学环境感知仿真技术、人类多感知(视觉、听觉、触觉等)仿真技术等;新型人机交互技术在模拟训练中的应用将更为自然与和谐;新型运动感仿真技术将在模拟训练中得到工程化应用.     

载人航天器舱室温湿度最优预测控制研究

目前的载人航天器温湿度控制系统回路中未设回热换热器或电加热器,结构简单可靠,但有时不能满足除湿要求,是优先控制温度的空气参数处理方法。针对该温湿度系统,分析其热湿耦合机理,提出采用优先控制湿度的最优预测控制策略,利用观测数据在线动态估计热湿负荷并预测舱室温湿度变化趋势,结合优化目标函数,获得最优的冷凝空气处理风量,从而实现温湿度最优控制,保证航天员热舒适性。仿真结果证明了该控制策略的有效性。     

人机一体化的巡航导弹监控Agent设计

基于巡航导弹武器控制系统的多Agent构架,为了开展监控Agent的设计,参考战术战斧武器控制系统用户界面的开发过程,提出了一整套"以人为中心的人机一体化"的Agent设计方法.用该方法对监控Agent进行了设计:通过用户、任务分析和人机功能分配,识别了人与机器的需求;据此设计了Agent的结构,结合信念属性与需求设计了Agent的部件原型,进而结合任务流程形成了系统原型,通过认知预排和用户测评对原型设计进行了迭代.     

载人航天器组合体CO2分压控制策略分析

随着载人航天技术的发展,载人航天器由单舱段构型逐渐发展成为多舱段组合体构型,其中一个或若干个舱段在舱间通风的支持下对组合体密封舱内空气环境进行集中控制。利用多学科建模工具Ecosimpro建立了载人航天器组合体CO2分压控制计算模型,对载人航天器组合体组建过程中,各舱CO2分压水平进行了分析。当舱段数达到3个以上,将会出现非主控舱CO2分压超标现象。针对CO2分压超标现象,提出了3种控制策略:提高全部舱间通风量、更改CO2控制系统位置、提高部分舱间通风量+更改CO2控制系统位置,并对3种控制策略的效果进行了仿真分析。结果表明,更改CO2控制系统位置并提高部分舱间通风量是最有效的载人航天器组合体CO2分压控制策略。     

载人飞行过程中地理位置指示器显示方式工效设计仿真软件的研制

地理集团指示顺是载人航天器中重要的控制类显示仪表，对其进行工效学设计使之符合人的信息感知能力和特性，已成为充分发挥航天员作用可靠的技术途径。本文在查阅国内外相关文献的基础上，首先阐述了地理位置指示器设计的发展现状，基于其显示界面工效设计的目的，提出了该仿真软件系统的结构、设计思想并说明了须解决的关键技术。最终研制地理位置指示器仪器表显示界面仿真软件可为实际的工程设计提供一种工效学实验评价手段。     

载人航天器乘员舱内颜色匹配性设计虚拟现实系统的研究

设计宜人的乘员舱内装饰环境是提高载人航天器适居性，进而保证了系统安全可靠的重要途径之一。本文首先介绍所建立的虚拟现实系统的硬件组成，讨论其软件设计方法和使用的主要算法。在此基础上，应用该系统进行了舱内颜色匹配性实验。最后，提出几点看法以供讨论。     

数字人体在载人航天器方案设计模型仿真中的应用研究

将基于人体测量参数的数字人体模型应用于载人航天器设计方案的仿真评价对发现设计缺陷,提高整个系统的安全可靠性具有重要意义。本文在追踪相关文献的基础上,首先针对人体建模方法及其应用方向进行分析,详细论述国内外在此领域的发展概况和须着力解决的关键技术问题。最后,提出几点看法以供讨论。     

Design and realization of a novel multitask TT&C operation pattern

With the sharp increase of China's in-orbit spacecraft and the constraint TT&C resources, a mathematical model for optimal TT&C resource allocation is proposed, and the TT&C facility remote monitoring function is designed to achieve the multitask operation pattern under the unified management of the network management center. With this pattern, the TT&C network management and the spacecraft management are separated, which is quite different from the previous pattern. Further, a novel spacecraft TT&C technique based on spacecraft control language is developed, and the telecommanding pattern is designed to address the spacecraft operation problems. The engineering application shows that this pattern fundamentally improves the TT&C network capability, increases the resource efficiency, and satisfies the efficient, accurate, and flexible operation of spacecraft.     

有人/无人作战智能体分布式任务分配方法

有人/无人作战智能体任务联盟是面向分布式网络化作战体系提出的一种作战样式,任务分配问题是研究任务联盟指挥策略的关键点之一。以有人/无人作战智能体任务联盟为研究对象,提出与之适应的分布式体系结构。将任务执行质量引入任务分配问题建模中,以拍卖算法为基础,通过编组整体拍卖、方案预处理等改进机制,有效降低了个体方案的构建开销,并在约束的时间内实现任务联盟的动态任务分配。针对作战想定进行了仿真计算,结果表明算法能在有限拍卖次数下给出接近理想优化效果的分配方案。     

Design and realization of a novel multitask TT&C operation pattern

With the sharp increase of China＇s in-orbit spacecraft and the constraint TT＆C resources, a mathematical model for optimal TT＆C resource allocation is proposed, and the TT＆C facility remote monitoring function is designed to achieve the multitask operation pattern under the unified management of the network management center. With this pattern, the TT＆C network management and the spacecraft management are separated, which is quite different from the previous pattern. Further, a novel spacecraft TT＆C technique based on spacecraft control language is developed, and the telecommanding pattern is designed to address the spacecraft operation problems. The engineering application shows that this pattern fundamentally improves the TT＆C network capability, increases the resource efficiency, and satisfies the efficient, accurate, and flexible operation of spacecraft.     

飞行器交会对接相对位置和姿态的估计方法

为了在交会对接时对飞行器相对于一个固定坐标系的位置和姿态进行估计,构造了一种光点配置单目CCD算法,它以计算机视觉系统采集的二维图像信息作为输入,将恢复得到的三维图像位置关系作为输出。给出了算法的构造思想和具体步骤。数字仿真结果表明,由于算法直接利用特征光点的几何配置条件,避免了传统算法在计算过程中出现畸变的问题,提高了姿态角估值的精度。