卫星重力梯度数据用于精化地球重力场的研究

确定厘米级大地水准面和发展超高阶地球重力场模型是现代物理大地测量的主要科学目标之一。卫星重力梯度测量的实现将为这一目标做出重大贡献。文章着重评述这一领域的研究进展，并讨论利用卫星重力梯度数据精化地球重力场的若干理论和方法问题。     

重力梯度仪仿真系统设计

为了研究旋转加速度计重力梯度仪信号产生和处理方法,设计了重力梯度仪半实物仿真系统。首先依据 重力梯度仪的测量原理计算出由地下某异常体引起的重力梯度异常值,利用加速度计的输出公式,通过 LabVIEW对全张量重力梯度仪的12 个加速度计输出信号进行仿真,并对仿真信号进行解调,得到全张量重力 梯度值。以单圆盘为例进行半实物仿真,由计算机A 产生加速度信号经过硬件电路后,通过计算机B 对调理 过的加速度计信号进行中值滤波和解调,从而获得重力梯度异常值,精度为100 E。这种仿真系统的设计可以 对全张量的重力梯度进行解调,突破了解调单圆盘信号的局限性,引入的半实物仿真增加算法的可靠性和仿真 的可信度,对重力梯度仪的参数设计和实物制造有参考意义。     

基于干扰观测器的小卫星自适应积分滑模姿态控制

针对飞轮摩擦力矩和外界干扰力矩对小卫星姿态控制精度的影响,设计了一种自适应积分滑模控制器。首先通过设计干扰观测器来补偿飞轮摩擦力矩,并给出了干扰观测器能稳定工作的条件。针对滑模控制器存在的抖振问题,通过对切换增益设计自适应律来减弱抖振,然后基于干扰观测器和自适应律设计了自适应积分滑模控制器,理论证明了该控制器的稳定性。最后通过对小卫星姿态控制进行数字仿真,在控制器作用下,小卫星实现了 0.001°的控制精度,同时具有较小的抖振幅度,证明了所设计控制器的优越性。     

基于三轴气浮台的卫星姿态控制系统物理仿真

为了达到保证气浮平台安全性和协助重心调节系统的目标,设计了一套基于三轴气浮台的卫星姿态物理仿真的举升控制系统,实现了对气浮台安全性和方便性能的改善.介绍了该举升控制系统的原理方案,对系统的总体结构进行了设计,以TMS320F2812为主控芯片设计了系统的硬件电路,其中主要包括各个模块的功能及系统的工作流程,进行了举升控制系统的软件算法设计.实验结果表明,该系统能够满足控制要求,实现了对性能的改善,具有响应快、精度高、可靠性强等特点,功能和指标都达到了设计要求.     

小卫星轨道姿态控制系统仿真软件平台

提出了微小卫星轨道姿态控制系统仿真平台的设计思想,并将卫星轨道、姿态动力学与计算机图形学相结合,设计了基于三维实时动态显示技术的轨道姿态控制系统仿真软件平台,其中包括数据管理与分析、动力学计算、星上姿控程序接口和仿真结果的三维输出。平台用于卫星编队飞行的轨道设计和星上姿态控制程序的地面测试,可以动态仿真演示卫星在发射、测控和应用中的轨道和姿态运动。     

一种基于投影标靶的手眼相机标定方法

文章研究了一种基于投影标靶的手眼相机线性标定方法.该方法确定了半物理仿真系统中各组成部分之间的位置关系,以保证标定的正确、有效进行;规定了标定用的投影标靶设计原则,以保证标定的精度;改变了传统线性标定算法坐标系的建立方法,以保证由标定结果分解的外参数满足位姿测量的要求.实验结果表明,该方法的标定精度满足位姿测量的要求,是一种可行和有效的标定方法.     

一种基于小波神经网络的自适应控制方法

提出了一种基于小波神经网络的自适应控制方法,该方法利用两个小波神经网络作为自适应系统的辩识器和控制器来构成自适应控制系统。由于小波函数具有紧支性以及神经网络的非线性映射能力,因而在所构成的控制系统中,辨识器能更准确地近似具有较强非线性被控对象的动态特性,控制器能产生较为复杂的控制规律。仿真结果表明,该系统比一般神经网络控制系统具有调节速度快和超调小等更好的控制效果。     

基于Simulink/Stateflow的小卫星姿态控制模块设计一仿研究

针对小卫星在轨自主运行的需要,对其姿态控制模块进行设计与仿真研究,其中使用修正罗德里格参数描述卫星姿态运动并进行姿态控制律设计,使用Stateflow设计了六种姿态控制模式及其转换逻辑并结合Simulink搭建了姿态控制仿真系统.根据对地定向模式、目标指向模式、闲置模式的时序指令进行了姿态控制仿真分析,三种模式下姿态均收敛,说明了姿态控制律设计和姿态控制模式之间转换逻辑设计的正确性.     

基于磁力矩器的微小卫星滑模变结构控制

根据BUAASAT微小卫星的姿态控制要求,提出了基于磁力矩器的滑模变结构控制方法,实现了微小卫星三轴姿态稳定。首先根据卫星模型设计滑模变结构控制律,然后结合磁力矩产生的原理设计实际控制力矩,最后进行算法仿真。仿真表明,利用磁力矩器实现微小卫星变结构控制,抗干扰能力强,磁力矩器最大磁矩小,有利于降低成本,提高控制精度。     

半实物吊舱式电力推进仿真系统的设计

介绍了上海海事大学正在研发的半实物吊舱式电力推进仿真系统控制方案和仿真算法的设计.半实物仿真系统整合了物理硬件设备和仿真软件,对改善非线性系统在大工况变动下实时仿真的快速性和精确性,以及在控制方案设计、船桨数学模型的建立和仿真算法的选择等方面都有其特殊的作用.     

考虑不确定性的航天器姿态滑模控制器设计

为解决航天器姿态控制中考虑非主轴惯量不确定性和外干扰的问题,设计了滑模控制器组成的鲁棒控制系统来处理系统中的参数不确定性及外干扰项的影响,并在滑模控制器的到达运动控制律设计中引入一个滞后因子来减小系统所需的最大控制力矩,从而节省航天器的控制成本.仿真结果验证了所设计控制器的性能,同时验证了控制律中的符号函数对于抑制抖振现象,提高控制精度的作用.     

带微分观测器的双环姿态跟踪控制

针对捕获非合作目标航天器的姿态跟踪控制问题,给出了一种双环姿态跟踪控制器。通过引入虚拟角速度将二阶姿态运动方程分解为内外环独立的子系统。外环预设有界虚拟角速度使航天器姿态渐近收敛于期望姿态;内环采用二阶微分观测器精确估计由转动惯量摄动、外部干扰和饱和超幅部分组成的不确定项,基于观测值的鲁棒姿态控制器使内环角速度指数收敛于外环虚拟角速度。双环姿态跟踪控制能够满足控制饱和及角速度有界约束下的跟踪精度和闭环系统的全局渐近稳定性。数值仿真验证了该控制器的鲁棒性和有效性。      

用GPS／重力、地形确定山区正高

近年来人们往往利用GPS／重力来确定正常高,但正常高不同于表示绝地高程的正高,为此,笔者在GPS／重力确定正高方面作了一些研究,对由似大地水淮面转换成大地水淮面公式的意义及其误差,以及如何提高正高度精度都作了讨论,这于山区开发会有益的。     

基于梯度的HEVC帧内码率控制算法

在很多的视频应用中,压缩视频往往被限制在一定的信道带宽中,因此需将传输的码率控制在某个限定值,新一代视频压缩编码标准HEVC(high efficiency video coding)编码器引入了一种新的基于R-λ模型的码率控制算法,旨在降低比特估计误差。然而,HEVC的R-λ模型对于I帧的处理没有考虑视频内容复杂度,导致降低了该算法的性能。针对该问题,提出了一种基于R-λ模型的HEVC帧内码率控制算法,根据每个最大编码单元LCU(largest coding unit)的梯度去分配LCU的比特,这样可以使得比特分配更加准确。实验结果显示,所提算法在峰值信噪比(PSNR)基本不变的条件下,平均比特率误差控制在了0.018 5%。     

矢量控制反坦克导弹重力补偿设计

针对矢量控制的反坦克导弹,提出了一种基于导弹飞行物理过程、从导弹系统整体角度出发求取重力补偿的方法。通过仿真验证了该方法的可行性,并与传递函数法作了比较。这种方法一定程度上避免了孤立以某一主要影响因子分段求取重补指令,因此更加简便,同时可靠。     

二次扭矩调节系统的仿真研究

本文以二次调节系统中液压马达的扭矩为控制对象进行了仿真研究．首先在恒压网络中实现恒排量控制，完成了恒扭矩调节的最初模型，在此基础上引入压力反馈信号，实现对扭矩较恒排量更为精确的控制，从而消除了因负载变化而造成的扭矩误差     

复杂力场中磁性刚体航天器混沌姿态运动的控制

提出了压缩映射-参数微扰方法应用于控制受地球磁场和万有引力场共同作用，具有结构内阻尼的磁性刚体航天器在接近地球赤道面的圆轨道上的混沌姿态运动．利用压缩映射和线性逼近产生一个参数微扰反馈序列，使混沌轨道稳定在嵌入混沌吸引子内的一个不稳定周期轨道上，实现将混沌运动转化为周期运动．混沌吸引子中不稳定周期不动点以及雅可比矩阵的近似计算利用了闭回路对的观测信息．压缩常数可在(-1，1)内灵活选取，给出了保证最优控制过程的压缩常数．数值计算结果证实了此方法在控制复杂力场中航天器混沌姿态运动的有效性．     

梯度算法在转子时变控制中的应用

为了解决转子变刚度控制中因参数变化导致瞬态响应问题，采用梯度算法，计算出抑制转子瞬态的响应所需的控制力，设计了时变系统的反馈控制和状态观测器，构造出转子系统控制模型，并对一特定转子系统进行了设计。系统仿真结果表明，该算法设计的反馈控制可有效地减小转子瞬态响应幅值。