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。     

挠性航天器大角度姿态机动路径规划

针对挠性航天器大角度姿态快速机动快速稳定的控制要求,通过分析挠性航天器姿态动力学特性,提出了一种基于抛物线型角加速度曲线的三段式机动路径规划算法.该算法考虑了机动过程中对最大角加速度与最大角速度限制,充分发挥执行机构的功能来提高系统的快速性,并使角加速度平滑变化以减小帆板的振动.该路径规划方法简单,适于在轨实现.仿真结...     

GEO卫星机动后的星历快速恢复方法

GEO卫星可用于导航卫星,存在一个重要的问题是：GEO卫星机动较为频繁,卫星机动力不易建模．基于转发式测轨数据,常用的动力学统计定轨方法在无机动力的巡航状态下可以获得很高的精度,但当机动发生后,预报轨道将很快失效,一直到机动结束后较长时间内星历都不能有效使用．为改善这种状况,我们研究机动后星历的快速恢复方法．首先使用高精度转发式测轨数据,分析了GEO卫星机动情形下的运动规律．然后在卫星机动结束并进入巡航状态后,使用密集的短弧段观测数据,把公共系统偏差、各站系统偏差等作为常数,主要解算6个轨道根数,用统计定轨方法进行轨道预报,减少解算参数提高预报精度,实现卫星星历的快速恢复．结果表明：在目前的转发式测轨网布站情形下,对鑫诺一号卫星,利用15min数据预报2h,轨道精度（O-C）约为5m;利用30min数据预报2h,轨道精度（O-C）约为3m．     

卫星编队飞行指向跟踪姿态控制

卫星编队飞行的应用之一是受控卫星在目标卫星、空间站、载人飞船周围以“编队飞行”的形式相伴飞行,对目标进行观测或者执行更多的操作。该文研究这种应用中的姿态控制问题。假设两个飞行器的轨道信息已知,由轨道信息确定实现姿态跟踪调节所需的一种可能的期望姿态,给出了解析表达式,包括姿态角、姿态角速度及角加速度。采用基于四元数的控制律,用3个动量轮实现了卫星长时间、大角度姿态跟踪机动。仿真结果显示,在超过一个周期的仿真时间内,姿态及姿态角速度与期望姿态的吻合程度比较好,而且力矩的花费也不是太大。     

基于遗传算法的车辆4自由度主动悬架最优控制研究

文章首先建立车辆4自由度主动悬架系统模型,然后针对悬架系统的控制问题,基于结合遗传算法和最优控制理论,提出悬架系统的最优控制策略。该控制方法利用遗传算法对LQR控制器的加权矩阵Q和R参数进行自适应调整优化,不仅可以避免传统的主动悬架LQR最优控制器设计中存在人为主观因素的问题,还能实现悬架系统的自适应最优控制。仿真实验结果表明,在不同车速和路面等级的行驶工况条件下,相比于传统的LQR控制方法,基于遗传算法优化的LQR控制能提高主动悬架系统的控制性能,使车辆获得更优的乘坐舒适性和操纵稳定性,研究结果为探寻有效的主动悬架控制策略、改善车辆的行驶性能提供了有用的控制方法参考。     

基于遗传算法的含时滞主动悬架离散系统最优控制

针对存在时滞的主动悬架离散系统控制问题,提出一种基于遗传算法的最优控制方法;在含时滞的二自由度1/4主动悬架动力学基础模型上,采用零阶保持器进行离散化,通过状态变量扩维标准化处理,建立隐含时滞的主动悬架离散系统一般描述模型;采用遗传算法优化控制系统中的加权矩阵,解决最优控制器权重主观性和优化速度缓慢对主动悬架控制性能的...     

航天清华一号微小卫星的创新实践

“航天清华一号”微小卫星的成功研制和发射 ,对提高中国经济和国防实力具有积极意义。该文分析了“航天清华一号”微小卫星从立项到发射全程中的创新实践 ,指出观念创新是其诞生的先决条件 ,机制创新是实现跨越发展的根本保证 ,自主创新是实现核心突破的关键 ,组织创新是商业运作的基本载体 ,市场创新是其发展壮大的不竭动力     

航天器大角度姿态快速机动控制器参数优化设计

针对许多空间任务对航天器大角度快速机动能力提出要求的问题,研究了控制器的参数优化设计。基于一类采用四元数描述的大角度姿态快速机动Lyapunov控制器模型,以设计参数为优化变量,时间最优为优化目标,执行机构输出力矩为约束条件,建立了大角度姿态快速机动控制器优化模型。使用混合遗传算法对控制器参数进行了优化设计。仿真结果表明,经优化处理的控制器参数可在满足输出力矩约束条件下有效缩短机动时间。该方法对控制器参数的选择不依赖于设计者的经验,实施起来简单有效。     

航天器大角度姿态机动的自适应滑模控制

针对航天器大角度姿态机动过程中的严重非线性、航天器惯量的不确定性及外界干扰,提出了自适应滑模控制律.利用修正罗德里格参数建立航天器的数学模型,能克服欧拉角的奇异性和四元数约束条件的限制.选择一类滑模面,基于Lyapunov函数方法推导出控制律和自适应律,使控制律完全独立于对象的参数.理论分析及仿真结果表明,该控制律对航天器惯量不确定性和外界干扰有较强的鲁棒性,并且是全局渐近稳定的.     

卫星重力梯度精化局部重力场的径向基函数法

针对球谐函数方法构建全球重力场模型不能顾及重力场局部特征差异的问题,提出了一种基于卫星重力梯度数据精化局部重力场的径向基函数方法及数据处理方案．以北美地区为例,采用GOCE(地球重力场与静态海洋环流探测)卫星重力梯度数据和ITG-GRACE2010S模型法方程反演的全球重力场为背景模型,通过频域内定权的级联滤波方法抑制重力梯度低频系统误差和有色噪声,基于球面样条核函数和分区正则化策略构建了更符合区域特征的局部重力场模型．利用高精度的GOCO06S模型和GPS(全球定位系统)水准数据进行检核,结果表明:构建的局部重力场模型比同期数据解算的全球重力场模型精度更高,并且新版GOCE数据的解算精度明显优于旧版．     

基于边界元的分布参数最优控制共轭梯度算法

得到椭圆型分布参数最优控制问题对应的最优性方程组,在凸性条件下,证明了最优控制的唯一存在性问题.利用一阶最优性条件构造了基于边界元法的共轭梯度算法,给出算法的局部误差估计.最后,以算例验证算法的有效性.     

区域网络化制造资源优化配置的遗传算法模型

对传统算法模型在解决优化配置问题上的缺陷进行分析和研究, 提出一个基于并行遗传算法的资源优化配置算法模型, 考虑到网络化制造系统中资源的特殊性, 编码方式采用二进制编码, 并行模型为粗粒度并行模型. 该模型不但可以在产品全生命周期中的每个环节选1个或多个企业参加, 而且不会遗漏任何一个可行的优化配置方案. 此外, 对该模型的可行性和优越性进行了论证, 给出基于该模型的原型系统运行界面, 通过具体实例验证了该模型的有效性.     

Minimum-torque Earth Off-nadir Pointing Control of Gravity-gradient Stabilized Small Satellites

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＲｅｃｅｎｔｌｙ,ｓｍａｌｌｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｒａｐｉｄｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｓ‘ｆａｓｔｅｒ,ｃｈｅａｐｅｒ,ｂｅｔｔｅｒ’ｍｅａｎｓｏｆｃａｒｒｙｏｕｔｓｐａｃｅｍｉｓｓｉｏｎｓａｎｄａｓｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔｓｔｏｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｌａｒｇｅｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｙｓｔｅｍｓ.Ｍａｎｙｐｒｅｄｉｃｔｔｈａｔｓｍａｌｌｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｗｉｌｌｌｅａｄｔｏａｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｂｏｔｈｉｎｓａｔｅｌｌｉｔｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｉｎｉｔｓａｐ…     

重力梯度张量的拟BP神经网络反演

基于重力梯度张量是反映重力场空间变化率的参数,比传统的重力异常具有更高的分辨率和更丰富的信息,将改进的BP神经网络算法应用于重力梯度张量的反演中并分析其反演效果.该算法是一种基于RPROP算法的拟BP神经网络反演算法,采用三层神经网络结构,用隐层神经元表示物性单元的密度值,根据RPROP算法自动修改各单元密度值,从而得出场源空间的密度分布.研究结果表明:采用这种算法对重力梯度张量进行反演计算,收敛速度快,对初始模型依赖性小,可准确反映出异常体形态特征和密度特征.     

Genetic Algorithm for Solving Quadratic Bilevel Programming Problem

By applying Kuhn-Tucker condition the quadratic bilevel programming,a class of bilevel programming,is transformed into a single level programming problem,which can be simplified by some rule. So we can search the optimal solution in the feasible region,hence reduce greatly the searching space. Numerical experiments on several literature problems show that the new algorithm is both feasible and effective in practice.     

Methods of constructing optimal wavelet filters based on genetic algorithm

In this paper, algorithms of constructing wavelet filters based on genetic algorithm are studied with emphasis on how to construct the optimal wavelet filters used to compress a given image,due to efficient coding of the chromosome and the fitness function, and due to the global optimization algorithm, this method turns out to be perfect for the compression of the images. Foundation item: Supported by the Natural Science Foundation of Education of Hunan Province(21010506) Biography: Wen Gao-jin( 1978-), male, Master candidate, research direction: evolutionary computing.     

基于混沌变量的变步长梯度下降优化算法

梯度下降法与混沌优化法均具有各自的缺点。该文将二者结合起来,利用混沌运动的遍历性,将混沌因子引入到变步长中,对梯度下降法进行改进。首先利用混沌变量来初始化步长大小,并随着搜索过程向最优点靠近,逐渐调整混沌变量,从而使步长的变化也不断变小,以使最优点附近步长波动平稳,避免了梯度下降法拉锯现象的产生。通过3个典型算例,用该算法和梯度下降法以及其他2种算法进行了优化计算对比。结果表明,采用该算法的迭代次数减少了45%以上。     

结构振动序列最优控制算法及其Simulink仿真实现

阐述了序列最优控制算法是针对土木工程结构地震响应振动控制问题中激励不可预知的特点,推导出1 种更为一般的最优控制算法,所获得的最优控制力表达式同时包含了结构响应和地震激励2 部分的影响.该算法增益矩阵与传统的2种最优控制近似算法相比具有时变的特点,提出了在应用该算法进行主动控制Simulink仿真分析时的2种实现方法,并通过AMD控制基准模型对2种实现方法进行了比较,同时也对该算法与现有两种结构最优控制算法的控制效果进行了评价.结果表明,2种实现方法是完全等效的,且在控制效果方面,序列最优控制算法优于现有的2种最优控制算法.     

抽水蓄能电站优化运行方式的混合遗传算法

在建立抽水蓄能电站优化运行方式计算模型的基础上，将遗传算法与领域问题的算法相结合：选择机组运行状态作为编码变量，使机组的运行状态与二进制遗传编码具有简洁对应关系，采用符合问题本身特点的基因面式杂交算子和改造的变异算子，使遗传操作更适应问题的求解；根据领域问题的性质及算法求解承担系统基荷的机组运行方式，使问题的规模得到有效压缩，应用领域问题求解的等微增率原理计算各个体因子所对应的运行机组间最优负荷分配方案，并以此计算了个体适应值，由于在遗传编码设计，遗传操作改造，问题规律压缩以及适应值计算几个方面融合了问题所涉及的领域知识，提高了算法的计算效率和全局搜索能力，形成一种适合于求解复杂约束条件下抽水蓄能电站优化运行方式的混合遗传算法。