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国家自然科学基金(11102007)

作品数:11 被引量:37H指数:5
相关作者:赵育善师鹏石昊徐增文王益平更多>>
相关机构:北京航空航天大学更多>>
发文基金:国家自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
相关领域:航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>

文献类型

  • 11篇期刊文章
  • 1篇会议论文

领域

  • 9篇航空宇航科学...
  • 2篇自动化与计算...
  • 1篇兵器科学与技...

主题

  • 5篇航天
  • 5篇航天器
  • 3篇电磁
  • 3篇航天器编队
  • 3篇编队飞行
  • 2篇三体问题
  • 2篇自适应控制
  • 2篇线性化
  • 2篇空间机械臂
  • 2篇机械臂
  • 2篇不确定性
  • 1篇电推进
  • 1篇动力学
  • 1篇动力学建模
  • 1篇动量
  • 1篇多项式插值
  • 1篇设计方法
  • 1篇气动
  • 1篇气动弹性
  • 1篇燃料

机构

  • 10篇北京航空航天...

作者

  • 10篇赵育善
  • 9篇师鹏
  • 2篇徐增文
  • 2篇石昊
  • 1篇张晨
  • 1篇齐彧
  • 1篇李文龙
  • 1篇王益平

传媒

  • 3篇宇航学报
  • 3篇北京航空航天...
  • 2篇中国空间科学...
  • 2篇Journa...
  • 1篇计算机仿真

年份

  • 1篇2017
  • 2篇2016
  • 7篇2015
  • 2篇2013
11 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
双电磁航天器编队构型保持自适应控制被引量:7
2015年
电磁航天器编队飞行是指利用若干个航天器之间的电磁力进行相对运动控制的新型编队飞行.分析了两颗电磁航天器编队飞行的相对运动的基本原理,基于能量消耗均衡性的考虑,给出了根据控制力求解其控制磁矩的解析解.基于极坐标建立了电磁航天器非线性相对运动动力学模型,从外界不确定干扰力和电磁计算模型的远场近似两个角度,分析了该动力学模型的参数不确定性.针对编队构型保持问题以及参数不确定性,设计了近地圆轨道上两颗电磁航天器编队构型保持的自适应控制律并进行了数值仿真分析.仿真结果表明:相对运动模型和自适应控制律是有效的,编队构型能够收敛到期望值,同时对不确定参数进行了准确的估计,说明利用星间电磁作用进行航天器编队构型保持是可行的.
徐增文师鹏赵育善
关键词:编队飞行自适应控制不确定性
捕获目标后组合体航天器抗干扰自适应控制被引量:7
2015年
针对空间机器人系统捕获非合作目标后由于质量特性参数和动量突变影响导致的组合体系统失稳问题,提出了一种基于系统动力学模型的抗干扰自适应控制方法。利用拉格朗日方法对系统进行动力学建模,通过冲击动力学建模分析得到了捕获目标后组合体系统的初始状态;基于系统动力学模型设计了线性反馈控制方法,考虑组合体质量特性参数不确定性以及外在干扰不确定性,对组合体系统动力学模型进行了不确定参数线性化,设计了参数自适应线性反馈控制方法;最后以平面三关节机械臂系统捕获旋转目标为例进行了仿真计算。组合体系统的运动状态量趋于期望值,速度级状态变量误差量级控制在10^(-4)以下,位置级状态变量误差量级控制在10^(-3)以下,说明该控制方法可以很好地保持捕获目标后组合体系统的稳定。
王益平赵育善师鹏郑翰清
关键词:冲击动力学线性化自适应控制空间机械臂
初值不确定轨道可达区域计算被引量:7
2016年
为计算航天器轨道初值不确定造成的可达区域(RD),提出一种适用于椭圆参考轨道的计算方法。以航天器的名义轨道作为基线,定义一个随时间变化的移动参考平面,在此移动平面上建立名义轨道到可达区域上任一点的距离函数,函数的极大值点即为可达区包络的边界点,从而将问题转换为非线性方程组的求解问题,并对动力学模型部分线性化带来的误差进行了分析。随后采用变参数的自适应同伦算法对方程组进行求解。最后对航天器释放微小卫星的实例进行数值仿真,结果显示该方法可行有效。
石昊赵育善师鹏温昶煊郑翰清
关键词:线性化
Model-free Adaptive Control for Spacecraft Attitude
2016年
A model-free adaptive control method is proposed for the spacecrafts whose dynamical parameters change over time and cannot be acquired accurately. The algorithm is based on full form dynamic linearization.A dimension reduction matrix is introduced to construct an augmented system with the same dimension input and output. The design of the controller depends on the system input and output data rather than the knowledge of the controlled plant. The numerical simulation results show that the improved controller can deal with different models with the same set of controller parameters,and the controller performance is better than that of PD controller for the time-varying system with disturbance.
Ran XieTing SongPeng ShiYushan Zhao
航天器近距离相对运动的轨迹偏差分析被引量:6
2017年
利用相对可达区(RRD)的概念对航天器在脉冲闭环控制方式下相对运动的轨迹偏差进行了分析。相对可达区是对航天器可能出现位置集合的一种几何描述。当航天器的状态误差服从高斯分布时,相对可达区可表示为随时间变化的误差椭球的集合。考虑航天器飞行过程中存在的不确定性因素,基于闭环控制系统下线性化的相对运动动力学模型,采用协方差分析描述函数法(CADET)对定义航天器误差椭球的协方差矩阵进行了分析,给出了根据协方差矩阵求解相对可达区包络的计算方法。通过将开环和闭环控制系统下的相对可达区包络与1 000次的Monte Carlo仿真结果进行比较,证明了偏差分析方法的适用性与有效性。
石昊赵育善师鹏
关键词:闭环控制
基于STK的电磁航天器编队飞行仿真研究被引量:3
2015年
电磁航天器编队飞行能有效降低发射成本并延长编队在轨寿命,具有广阔的发展前景。针对其强非线性和姿轨耦合的特点,采用STK软件对电磁航天器编队飞行进行仿真研究。首先对电磁航天器编队飞行基本原理进行分析,给出了轨道姿态动力学模型及解耦控制方案。然后设计了仿真系统的结构框架,解决了电磁航天器三维建模、轨道和姿态数据转换、可视化实现等关键技术,还讨论了STK接口规范。最后采用搭建的仿真系统对电磁航天器编队重构进行了仿真研究。仿真结果表明,电磁航天器编队控制效果良好,仿真系统能够满足电磁航天器编队飞行仿真研究的需要,对其它类型航天器编队仿真研究具有一定的指导意义。
徐增文师鹏赵育善
关键词:编队飞行编队重构
电磁航天器编队动力学建模与运动规划方法被引量:7
2015年
基于电磁航天器作用原理,利用拉格朗日方法,建立电磁航天器'绳系'动力学模型.基于偏差线性化动力学模型,以切向、径向编队为例,分析编队构型保持稳定性,设计构型保持控制律;将双星电磁航天器编队(EMFF,Electromagnetic Formation Flight)重构运动规划问题转化为标准优化问题,利用高斯伪谱优化方法进行求解.并提出序列控制策略,将该双星模型扩展应用于多星电磁编队构型重构问题,转化为多阶段运动规划问题利用多阶段优化方法进行求解.仿真结果表明本文的动力学建模方法和控制方法是可行的.
邵龙飞师鹏赵育善
关键词:编队飞行
Optimal Release Control of Companion Satellite System Using Electromagnetic Forces
2015年
Electromagnetic forces generated by the inter-action of component satellites can be used to release companion satellites. Optimal release trajectories for companion satellite system using inter-electromagnetic forces were investigated. Firstly,nonlinear relative motion dynamic equations of a two-craft electromagnetic companion satellite system were derived in spatial polar coordinates. Then principles of electromagnetic satellite formation flying were introduced. Secondly,the characteristics of the electromagnetic companion satellites release were analyzed and optimal release trajectories of companion satellites using electromagnetic forces were obtained using Gauss pseudospectral method. Three performance criteria were chosen as minimum time,minimum acceleration of the separation distance and minimum control acceleration. Finally,three release examples including expansion along separation distance, rotation in orbital plane and stable formation reconfiguration were given to demonstrate the feasibility of this method. Results indicated that the release trajectories can converge to optimal solutions effectively and the concept of release companion satellites using electromagnetic forces is practicable.
Zengwen XuPeng ShiYushan Zhao
混合推进最省燃料轨道设计方法被引量:4
2015年
使用混合推进方式设计地-月圆型限制性三体模型下的最省燃料转移轨道。将化学发动机以及电推进发动机的燃料消耗总和作为目标函数进行优化,推导一阶必要条件和雅可比矩阵。选择从近地圆轨道出发到达地-月L1附近Halo轨道的转移轨道为例测试上述方法。仿真结果表明,相比发射脉冲固定的情况,混合推进方式进一步降低了燃料消耗,而且给出了飞行时间和燃料消耗不同的组合方式,给予任务设计更大的灵活性。
张晨赵育善
关键词:电推进最优控制三体问题
具有初始动量的空间机械臂零反作用轨迹跟踪
2015年
对具有初始动量的自由漂浮空间机械臂系统进行了研究,考虑其执行在轨任务时便已经具有的动量,根据系统的构型参数建立运动学模型,再采用拉格朗日第二类方程建立动力学模型。利用空间机械臂系统具有冗余自由度这一特性,推导运动学和动力学方程,得到了零反作用运动方程,消除了基座和机械臂之间的角速度耦合作用。末端运动轨迹用多项式插值函数来逼近,根据给定的机械臂末端初始和终止状态来规划其运动轨迹,并将机械臂末端的工作空间转换到关节空间中。根据已知的动力学模型,设计合适的比例一微分(PD)控制率。仿真结果表明,通过选择合适的增益反馈矩阵,机械臂末端能平稳地跟踪目标轨迹,同时,机械臂的运动不会对基座的姿态产生扰动,保证了基座姿态的稳定性及航天器的正常运行。
廖志祥师鹏赵育善郑翰清
关键词:空间机械臂多项式插值航天器
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