世界空间站的发展

空间站的诞生,特别是永久性空间站的建立,将会引起人类社会在众多方面发生重大而深刻的变化。本文论述了各种空间站概貌,如组成、构型、关键技术和未来发展。     

空间站的实时仿真

实时、载人回路的仿真在NASA载人空间飞行计划中起着非常重要的作用,它可以在地面通过模拟的飞行环境对系统设计和整个系统性能作出评价.在航天飞机的各个开发阶段,直至投入运行很大程度要依靠仿真技术.经过16年计划的实施,在NASA Ly ndon B Johnson空间中心(JSC)工程部门中,用于支持航天飞机开发和运行的仿真设施已得到改进,它反映了计算机系统和仿真软件设计方面的最新技术.在1985年,JSC工程仿真设施系统工程仿真器得到了扩充,以支持与轨道飞行器有关的空间站设计活动,例如:轨道飞行器的对接方案,利用轨道飞行器远程操纵系统停靠空间站的方案.为了长期支持空间站计划,新的空间站的仿真开发工作目前正在顺利进行.本文介绍了工程部门中的两个仿真设施,即系统工程仿真器和航天飞机电子系统总体实验室;讨论了它们在航天飞机计划中的作用,特别是能够应用到空间站方面的那些功能;同时阐述了系统工程仿真器在空间站开发计划中的作用.最后,详尽地叙述了系统工程仿真器上正在开发的新的空间站仿真.     

空间站力矩平衡姿态稳定性研究

力矩平衡姿态的稳定性是空间站姿态TEA定向控制研究的重要问题.采用Lyapunov理论中求解导算子特征值的方法判断TEA的稳定性,基于线性化的姿态动力学方程采用基于稳定度设计的LQR方法设计空间站的姿态控制器,通过仿真验证了:(1)TEA作为平衡姿态的优点;(2)用导算子的特征值判断TEA姿态稳定性的方法的有效性.     

空间站的实时仿真(续)

6.SSES设计在80年代初期,硬件和软件工程技术得到了飞速发展.如果SSES是为了支持今后相当长一段时间内的研究工作,那么必须在设计和开发的各个方面应用这些技术.但是,如何构造具有一体化结构的仿真系统以便支持各种运载器和子系统的仿真?如何配置计算机系统使仿真可利用的时间尽可能多,而未来的研究需求又独立于硬件结构?如何将仿真调度到计算机设施中使得软件开发时间最短,在积分过程中产生较高的置信度,以及允许直接的操作?这些主要问题的答案就成为SSES环境各个方面的基本内容.     

空间站姿态控制/动量管理系统设计与仿真

在空间站姿态控制系统设计中,一般采用控制力矩陀螺(CMG)作为执行机构,并假定控制力矩陀螺具有理想的操纵性能。然而,当多个CMG协调工作时,有可能产生运动奇异,以致不能提供期望的控制力矩。为此,针对空间站姿态控制/动量管理系统的线性化模型,设计了一个线性二次型调节器,并利用计算机仿真的手段分析了CMG操纵性能及其对姿态控制/动量管理系统的影响。仿真结果表明,在典型的干扰力矩作用下,CMG操纵性能良好,没有出现奇异现象。同时,设计的姿态控制/动量管理策略可以连续调节CMG角动量使其存储角动量最小,建立空间站指向和CMG动量管理间的折衷。     

空间站展开机构虚拟样机仿真及可靠性分析

柔性机构的运动具有复杂非线性的特点,为了进行柔性机构的运动分析和动态可靠性分析,提出了一种集成仿真环境下建立虚拟样机模型并进行运动仿真的方法。在UG-ANASYS-ADAMS多软件平台上进行动力学分析,利用蒙特卡罗随机抽样方法进行随机动态响应分析。在MATLAB中建立神经网络进行随机动态响应仿真实验以减少时间成本,得到了运动参数动态响应分布特性和运动参数的动态可靠度。通过空间站柔性展开机构实例分析和计算,结果表明该方法可以用于复杂柔性机构的仿真和分析,具有精度高、时间成本小的优点。     

空间站姿态控制/动量管理的神经网络反馈线性化控制

考虑不确定性的空间站ACMM问题是一类较为困难的非线性控制问题.论文给出了基于神经网络反馈线性化的ACMM控制器,采用Lyapunov稳定性理论进行控制器的稳定性分析,通过考虑转动惯量偏差和转动惯量变化的ACMM仿真结果验证了该神经网络反馈线性化控制器的鲁棒性和有效性.     

基于广义混沌多项式方法的空间站转位不确定性分析

空间站转位是一个长周期过程,需要考虑环境以及自身系统的不确定性因素对整个过程的影响。使用Kane法建立了空间站系统转位的动力学模型,采用广义混沌多项式方法分析了在转位过程中不确定性因素对空间站姿态的影响。仿真结果表明,gPC方法的计算效率和精度优于蒙特卡罗抽样法,并且空间站若从“零状态”开始转位,则不确定性因素会对转位过程造成较大影响。     

美研制空间雷达

美国国防部高级研究计划局正在研究一种旨在消除与空间相控阵雷达有关的技术冒险的工艺方法。关键技术的研制工作自1979年以来一直在进行。 他们目前的计划是完善硅元件和砷化镓元件的生产工艺以及考虑主要分系统的研制     

井控训练仿真器研制

采用井涌的动态数学模型及计算机仿真技术,研制了一种新型的井控训练仿真器。文中详细地介绍了该仿真器的系统组成及软件功能,并分析了多媒体技术在井控仿真中的应用。     

型号研制十二准则

总结了型号研制的一些特点和规律,称为型号研制应遵循的基本准则。这些准则包括3个方面：一是产品应具有的性能属性准则;二是产品应具有的质量属性准则;三是型号研制人员应遵循的行为准则,这些准则具体归纳为“型号研制十二性”。就型号研制的先进性、继承性、适应性、生产性、经济性、安全性、可靠性、测试性、规范性、真实性、充分性、风险性提出了可供参考的一般准则。     

SDI系统研制点滴

SDI系统主要由监视、探测、跟踪系统,拦截武器系统和指挥、控制、通讯系统三部分组成。 监视、探测、跟踪系统由各种雷达     

英特尔研制超级并行机

美国能源部和英特尔公司宣布,运算速度高达每秒1万亿次的超级并行处理计算机已经问世,计算机运算世界记录被再次改写。这一振奋人心的科研成就标志着计算机并行处理技术又取得了新的突破,超级巨型计算机的发展开始迈入新的历程。 据悉,这部耗资达5300万美元的计算机是美国能源部去年9月委托英特尔公司研制的,总共使用了7264块Pentium Pro芯片,目前尚未最后完工,其最终目标是集成9000多块奔腾芯片,将运算速度提高到每秒1.4万亿次。对于该超级计算机的用途,能源部解释说,由于美国政府签署了全面禁止核试验条约,利用实弹进行核试验已无可能,而该部新一代计算机则为美国桑迪亚同家实验室提供了计算机模拟核爆炸的有效手段。能源部表示,普通计算机运行二天才能完成的工作量,利用这部速度惊人的计算机只需短短15秒便大功告成。利用它,科学家们还可进行大气预报、自然灾害预测以及人类DNA分析等计算量虽复杂繁重的研究工作。该机同时也向社会开放,任何工商企业和研究机构均可付费购买上机时间。 美同能源部部长奥里瑞在评价这一重大成果时指出,每秒进行1万亿次运算曾被认为是不可能的事情,而如今却通过普通芯片得以实现,它说明美国正在以新的姿态重建超级计算机的主导地位。 高速并行处理超级计算机的研     

英国正在研制遥控飞行器

英国除执行陆军的“凤凰”(Phoenix) 计划外,还在研制各种各样的无人驾驶平台。其中有些是常规的,而有些是特殊的。 英国宇航公司按照与英国国防部签订的研制合同正在研制一种低成本、低速度的飞行器(Stabileye),准备生产30架左右供侦察和目标定位使用。这种飞行器的双机身尾撑之间有一个推进式的螺旋浆,布局上与     

美国空军研制战斗巡航机器人

美国空军提出一个叫做“永久禁区”的概念 ,即由担任巡航任务的机器人对一个战场执行全方位超长时间的监视 ,并执行搜索、进攻任务 ,这个战场就成为一个永久禁区。永久禁区内的机器人具备无人飞行器的综合特征。目前 ,设想采用大型保护性武器支持战斗巡航机器人携带的武器 ,构成垂直组合 ,有的机器人执行监视任务 ,有的机器人执行进攻任务 ,由一综合基地进行自动化作战协调。为保持战斗巡航机器人超长时间工作 ,要求反物质推进系统提供比现在使用的氢和碳氢化合物燃烧系统大得多的能量 ,只有利用正电子耗散时产生的能量 ,才能满足要求。控制…     

美国空军研制巡航导弹跟踪车

美国空军预计在未来 4年内开始机动型指挥控制车先进概念技术演示验证 (ＡＣＴＤ) ,以提高近期美国防御巡航导弹攻击的能力。该机动装置作为基于远程指挥中心的联合复合跟踪网络 (ＪＢＥＣＣ) ,将与固定式海岸监视雷达连接 ,连接成功后 ,它将从空中、地面和海上传感器获取数据 ,实现高品质火控跟踪 ,为拦截器提供制导。ＪＢＥＣＣ作为ＪＣＴＮ联合交战能力终端和联合战术信息分发系统终端 ,与先进战术工作站数据汇合引擎一起装在高机动、多用途轮式车内 ,该车自带电源。ＪＢＥＣＣ车到达ＡＲＳＲ - 4阵地 3 0ｍｉｎ内即可工作。该车传感器的…     

美国国防部研制小型导弹拦截器

当前 ,由于小型化技术不断取得进展 ,且又没有国际条约约束 ,美国国防部导弹防御局 (MDA)正试图研制一种尺寸只有一袋糖大小的小型拦截器。负责MDA先进系统开发的科技研究人员将确定“小型杀伤器”(MKV)的新一族反导系统的经费投入和详细分配计划。由洛克希德·马丁公司、Schafer公司以及科学应用国际公司领导的三支工业团队将参加该系统的早期设计 ,MDA将为他们提供经费 ,之后通过试飞进行选拔。这种小型拦截器设计重量为每个 2～ 10kg,单枚导弹可发射约 2 4个拦截器。导弹先由陆基、海基及空间感应器引导飞向来袭导弹 ,之后 ,导弹将…