某型航天器对接控制过程的建模与仿真研究

研究了航天器与空间站对接过程的建模与控制问题。建立包括质心运动、刚体姿态运动和挠性结构弹性振动的对接系统的全面运动数学模型,分析了对接控制中需要注意的几个问题和具体的控制方案,最后通过计算机仿真说明了该控制方案的有效性。     

航天工程中串联密封系统建模与仿真

为提高航天工程的密封安全和可靠性，航天器和地面真空设备常常采用多级串联密封结构。总结了气路系统中的元件约束和拓扑约束规律，提出了串联密封系统的建模方法，建立了串联双密封系统气体泄漏的全过程和平衡过程模型，导出了串联双密封系统状态变量的解析表达式，给出了串联密封系统泄漏过程的数值计算与仿真方法，简单介绍了多级串联密封系统泄漏过程仿真软件，给出了仿真实例，最后给出了结论及其应用。     

空间对接预捕获阶段的建模与仿真

介绍了数控式对接机构对接的基本操作过程,建立了对接预捕获阶段仿真的数学模型,并给出了仿真实例。仿真结果表明,设计的控制系统控制效果良好。     

体系对抗仿真跨层次建模方法论

在分析武器装备体系对抗仿真所面临的三大问题-多视图问题、多分辨问题以及不确定问题的基础上，提出了开展体系对抗仿真的跨层次建模方法论，并给出该方法论的参考模型。该参考模型包括建构、解构、拟合、聚合四个方面，后续的系列论文将分别针对这四个方面展开阐述并给出具体方法。最后综述了本方法论的创新点及其继续研究方向。     

基于控制叶片的太阳帆姿态控制系统建模与仿真

针对由太阳帆薄膜、结构杆、有效载荷和四个控制叶片所组成的太阳帆航天器系统,从物理模型出发,利用欧拉方程建立了姿态动力学模型.对该类太阳帆航天器的系统能控性和稳定性进行分析,并通过数值仿真对太阳帆航天器三轴姿态控制的响应特性和行星际轨道转移过程中姿态控制效果进行研究.研究结果表明,在行星际飞行中利用四个控制叶片来对太阳帆航天器进行三轴姿态控制的方法是可行的.     

航天器轨道机动时机建模与仿真

航天器遂行轨道机动任务,机动时机是影响轨道机动消耗的一个重要参数。合理选取轨道机动时机可以节省航天器的机动时间与燃料消耗。根据航天器初始轨道与目标轨道的关系,给出了航天器轨道机动时机的概念与表示方法,建立了航天器轨道机动时机的模型,并进行了仿真分析,得出了航天器的机动能力对于轨道机动时机的影响关系。     

仿真优化技术在一类CAS问题不确定性建模中的应用

供应链是一类CAS(复杂自适应系统)，减少或者消除其中的不确定性是提高其性能的重要策略之一。首先分析不确定环境下供应链模型的特点，然后对其仿真优化技术进行剖析，最后在FuzzySCSim(基于Arena软件开发的专用仿真平台)的基础上，应用该技术对不确定性环境下供应链配置进行优化分析。在试验中，提出采用综合SS(散点搜索算法)与TS(禁忌搜索算法)两者特点的混合搜索算法，并以一个复合指标GMTICSL来衡量供应链的整体性能。结果表明该模型能够较好的描述这些不确定性的产生机理，并且为减少或者消除这些不确定性提供了有效的分析平台。     

航天器运动可视化仿真建模技术研究

航天器及其力学部件的可视化运动模型构建技术是航天器飞行控制可视化仿真的关键技术环节之一。针对三轴稳定卫星、自旋稳定卫星等不同类型航天器,通过对其运动力学模型及其各部件运动特性的分析研究,结合图形学原理,建立了航天器位置、姿态运动及其太阳帆板、推力器等部件相对运动的可视化仿真建模算法,利用实时测控数据,成功实现了航天器飞行控制可视化仿真,并在测控任务中得到了应用。     

建模与仿真的回顾及展望

建模与仿真技术在我国发展迅速,并取得很大成绩,其应用范围已扩大至产品的全生命周期：设计、制造、试验、维护、训练。本文回顾我国建模与仿真技术的发展,探讨建模与仿真的某些关键技术。     

SST-I分布式航天器实时仿真系统

根据现代航天器动力学及控制系统仿真的需要,提出了一个基于dSPACE、Vxworks和xPC平台的分布式航天器实时仿真系统方案。整个系统由一套dSPACE和数台xPC、Vxworks实时机组成,dSPACE提供了丰富的I/O接口用于与航天器星载设备进行连接,xPC用于对各种星载设备和有效载荷以及动力学模型的仿真,Vxworks用于运行各种成熟的传统仿真程序。动力学、控制仿真程序的开发大部分基于Simulink,极大的缩短了开发周期。系统通信总线基于以太网QoS技术,实现了可靠的实时数据通信,整个系统的总通信带宽可以随系统中计算机的数量扩展。系统内的时钟同步信号由dSPACE系统统一生成。对系统的实时性能进行了分析,结果表明该系统可以满足航天器分布式实时仿真的需要。     

空间攻防对抗体系的建模与仿真研究

分析了空间攻防对抗体系涵盖的内容，并对先进仿真技术、空间攻防对抗体系建模技术及其仿真技术进行了分析，并在此基础上建立了两个典型的空间攻防对抗仿真平台。研究过程中重点对空间攻防体系总体模型、空闽信息及信息对抗仿真模型、导弹武器突防仿真模型、空间导弹拦截系统仿真模型、反卫星仿真模型、空间攻防体系评估技术、仿真系统实现技术等进行了研究。     

六自由度飞行器编队建模与控制

传统主从式编队常采用线性化反馈控制,很难满足复杂高精度空间飞行器编队要求。针对主从式飞行器相对平动和相对转动运动进行建模,进而得到统一的六自由度飞行器编从的非线性动力学模型。基于所得模型,设计了六自由度飞行器编队控制的滑模控制器和积分反推控制器,并给出基于Lyapunov的严格数学证明。仿真结果表明,控制器能够保证从飞行器六自由度运动跟踪误差的一致渐近收敛,为空间飞行器在轨服务等飞行器编队实际应用提供了理论参考。     

处突维稳行为建模仿真方法研究

非战争军事行动能力建设是我军建设的一个重要内容。目前极少有针对非战争军事行动的建模仿真研究。基于描述任务逻辑理论建立了一个计算机生成群体兵力模型GCGF。该模型具有层次结构,适宜描述不同规模的群体。并采用该模型对处突维稳型非战争军事行动进行了分析研究,军事群体对象能够正确做出符合处突原则的反应,效果良好,达到了预期目的。     

DEVS研究进展及其对建模与仿真学科建立的作用

DEVS 作为一种系统建模与仿真的模块化、层次化和形式化描述机制,可用于描述离散、连续以及连续和离散事件构成的混合系统.DEVS从一般系统理论出发,提供的形式化描述可进行数学分析,以此为基础可推动建模与仿真方法和技术的发展,支持建模与仿真学科理论和方法体系的建立.概述了DEVS的思路和描述方式,从中归纳了其特点,分析了其实质.对国际上研究的情况进行综述,包括概况、类型、研究方向、工具和国内研究情况.探讨了通过DEVS研究来促进我国建模与仿真学科理论体系建立、仿真教学知识体系形成,仿真技术研究等问题.     

Modelica语言及其多领域统一建模与仿真机理

详细介绍了Modelica语言及其主要特点,系统地阐述了Modelica语言的多领域统一建模与仿真原理,分析了Modelica语言适合于复杂系统建模的内在原因,探讨了基于Modelica语言的复杂产品建模方法,综述了基于Modelica语言的建模仿真工具研究现状,总结了采用Modelica语言进行多领域统一建模的优势。     

空间飞行器分布式通用组合导航仿真平台方案研究

在研制空间飞行器导航系统的过程中,搭建导航仿真平台能够有效地节约成本并缩短研发周期.在模块化、通用化和标准化设计原则的指导下,利用多台计算机和相应的数据总线开发了空间飞行器分布式通用组合导航仿真平台.在空间飞行器导航系统特性分析的基础上,提出了捷联惯性导航系统、GPS、脉冲星导航系统、磁强计和星敏感器组合导航方案,设计了仿真平台的结构,论述了仿真平台的硬件设计、软件开发和算法,并探讨了仿真平台的扩展性能.试验表明该仿真平台能够逼真地模拟空间飞行器导航系统,并为设计者提供有益的建议.