哈尔滨工业大学航天学院卫星技术研究所
- 作品数：562 被引量：2,100H指数：17
- 相关作者：曹喜滨陈雪芹张世杰王本利张锦绣更多>>
- 相关机构：黑龙江大学数学科学学院哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院昆明理工大学建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金长江学者和创新团队发展计划国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术理学电子电信更多>>
- 控制力矩受限的卫星姿态有限时间鲁棒控制算法被引量：2
- 2018年
- 为了解决在卫星姿态控制问题中经典滑模控制器所存在的收敛速度慢、指数收敛的缺陷,同时为增强控制器对外部干扰与系统不确定性的鲁棒性,提出了一种对系统模型具有鲁棒性的快速收敛有限时间控制算法.针对传统滑模面角速度下降过快导致的收敛速率慢的缺陷,基于Lyapunov方法设计了一种具有三段式结构的有限时间滑模面,提升收敛速率并保证稳态精度,同时利用欧拉轴的特性消除有限时间控制中的奇异性问题;通过引入符号函数项,解决系统转动惯量的不确定性与外部干扰力矩问题;通过放缩控制律中的比例项解决控制力矩受限的问题;通过Lyapunov函数证明本文提出的控制律的有限时间稳定性,同时给出系统收敛的时间估计.理论分析与仿真结果均表明,提出的控制算法能够在大幅提升收敛速率的同时保证稳态精度.同时也表明了提升系统性态的关键是规划姿态角速度,即通过合理设计滑模面与期望角速度曲线可以实现提升系统收敛速率与鲁棒性的目的.
- 李由孙兆伟叶东
- 关键词：滑模控制鲁棒控制
- 基于LMI的鲁棒容错控制及其在卫星姿态控制中的应用被引量：23
- 2008年
- 研究了一种线性不确定系统的鲁棒容错控制问题.针对执行机构和敏感器故障,运用线性矩阵不等式(LMI)方法,提出一种对执行机构和传感器失效具有完整性,且满足给定控制指标的输出反馈H∞鲁棒容错控制设计方法.将该方法应用于卫星姿态控制系统的容错控制并进行了数学仿真,仿真结果验证了方法的有效性.
- 陈雪芹耿云海张迎春王峰
- 关键词：LMIH∞控制鲁棒容错控制卫星姿态控制
- STEP卫星加速度计测量头线圈的超导特性测试及改进被引量：3
- 2010年
- 为确保STEP卫星超高精度加速度计的测量头线圈三维超导膜在设计的工作电流范围内完全超导,以实现10-18g精度的加速度测量,对测量头线圈进行了低温超导测试,测试证明三维超导膜存在不完全超导缺陷。利用分段测试法对三维膜线圈的二维组成部分进行了测试,确定了测量头线圈超导缺陷的位置,并分析了造成超导缺陷的原因。根据测试和分析结果改进了线圈设计,实现了测量头线圈的完全超导,并标定线圈的最大工作电流为-40～40mA,满足STEP卫星加速度计对超导电流要求的-10～10mA,设计裕度达到300%。通过测试、分析与改进设计,定型了STEP卫星超高精度加速度计测量头线圈的研制,为完成STEP任务奠定了技术基础。同时,实现了三维超导膜线圈的制造与工程应用。
- 杨勇曹喜滨王肃文D.GILLR.TORRIIJ.MESTERP.WORDEN
- 关键词：加速度计超导量子干涉仪
- 带有输入死区的航天器姿态有限时间控制被引量：3
- 2018年
- 死区非线性是航天器姿态控制系统中一种普遍存在的执行机构非线性,它的存在会降低姿态控制系统的性能,甚至可能破坏系统的稳定性.为了解决带有输入死区非线性的航天器的高精度姿态控制问题,给出了一种有限时间控制方法,并且考虑航天器姿态控制模型中含有有界的不确定性且输入死区非线性仅部分信息已知.通过引入一个在指定时间内收敛到零的期望姿态变化曲线,并基于时变滑模控制理论设计鲁棒控制算法使得实际姿态和期望姿态之间的偏差始终保持足够小,从而保证实际姿态在指定的时间内收敛到原点附近.严格的理论分析表明,所设计控制律不仅可以保证闭环系统的信号有界而且可以使得实际姿态在指定的时间内收敛到并以指定的精度保持在原点附近.数值仿真结果表明,所提控制方法是有效的,该方法不仅能够保证系统状态具有很快的收敛速度、很高的控制精度,而且对于系统的不确定性具有很强的鲁棒性和抗干扰能力,因而在航天器的姿态控制中具有良好的潜在应用价值.
- 李冬柏陈健陈雪芹张迎春
- 关键词：航天器
- 微尺度铸件充型过程的数值模拟被引量：1
- 2011年
- 修正了传统Navier-Stoke方程,并利用该方程和Fluent软件对Zn-4Al合金充填微齿轮铸件的充型过程进行数值模拟。结果表明:在运动惯性的作用下,Zn-4Al合金在进入微齿轮型腔后途径齿轮盘部位时,合金并未横向扩展,而是保持入射状态首先填充对面的齿轮轴,撞击型腔壁后,产生二次压头,然后再向齿轮外围的各齿部位反充;型腔内气体被高速运动的金属液搅拌和切割,形成许多微气泡,然后被带入主流区,从排气道排除。
- 任明星李邦盛傅恒志
- 关键词：数值模拟充型过程
- 自适应二次粒子群算法钢架模型修正被引量：2
- 2010年
- 粒子群算法参数少,简便易行,具有较好的全局搜索能力和计算效率,在优化等领域得到了广泛应用,但它易于陷入局部极值,因此需要进行改进以增强其优化性能。修正了基本粒子群算法中的速度公式权重因子和最优位置,提出了形式简单且搜索效率高的自适应二次粒子群算法,并应用于五层钢架结构模型修正,修正结果证实了算法的有效性和优越性。
- 秦玉灵孔宪仁罗文波
- 关键词：粒子群算法全局搜索能力局部极值模型修正
- 基于迭代学习-未知输入观测器的卫星姿控系统鲁棒故障重构被引量：9
- 2012年
- 针对卫星姿控系统出现执行机构故障,提出一种基于迭代学习-未知输入观测器(iterative learning-unknown input observer,IL-UIO)的鲁棒故障重构方法。首先,考虑卫星出现空间干扰力矩、模型不确定性以及陀螺漂移,建立小角度机动时的非线性姿控系统模型。其次,采用UIO干扰解耦原理和H!控制思想,设计IL-UIO估计卫星姿态欧拉角和角速度的同时,利用IL算法实现执行机构鲁棒故障重构。并利用Lyapunov稳定性理论证明了IL-UIO稳定性和动态故障偏差最终有界,通过线性矩阵不等式(linear matrix inequaliry,LMI)工具箱求解了观测器部分参数矩阵。最后,建立卫星闭环姿控系统并进行仿真,仿真结果验证了此方法的有效性。
- 贾庆贤张迎春沈毅吴丽娜
- 关键词：卫星姿控系统未知输入观测器
- 卫星编队飞行的相对姿态控制被引量：4
- 2010年
- 使用基于李亚普诺夫的控制方法,研究了双星编队飞行系统的相对姿态控制问题.考虑角速度可测和角速度信息不可测量两种情况,进行了状态反馈和输出反馈的姿态控制算法的设计,并通过李亚普诺夫方法证明了编队飞行系统全局渐近稳定性.最后对给出的算法进行了数值仿真.结果表明,所设计的控制算法实现了编队卫星之间的姿态协同控制,是可行的、有效的.
- 吕建婷曹喜滨高岱
- 关键词：卫星编队飞行相对姿态控制输出反馈控制
- 基于平均轨道要素的轨道修正方法被引量：5
- 2005年
- 提出了一种通过控制平均轨道控制目标对应的瞬时轨道偏差量进行轨道修正的方法。在解析轨道理论基础上,给出了平均轨道要素偏差到瞬时轨道要素偏差的状态转移矩阵。提出了合适的控制策略,通过对瞬时轨道要素偏差进行控制,实现平均轨道要素偏差的调整目的。仿真结果表明,采用本文提出的方法,在一个周期内即可将平均轨道要素偏差调整到允许的精度范围内。该方法计算公式简洁,适合星上自主运算,为实现卫星的自主轨道修正提供了理论基础。
- 林晓辉张锦绣曹喜滨
- 关键词：自动控制技术控制策略
- 非线性吸振器的靶能量传递及参数设计被引量：28
- 2011年
- 首先通过研究两个非线性耦合振子,阐明了非线性吸振器具有对初始能量的选择性。即吸振系统在一定带宽的初始能量(主结构中初始能量的大小)下具有很强的吸振能力,而随初始能量偏离一定值,吸振器耗散能量的能力有所减弱。随后提出,在不增加吸振器质量的前提下,采用两自由度的非线性吸振器不仅可以使得能量在吸振器中的耗散加快,靶能量传递效果更好,而且在保证吸振效率的同时,吸振器对于初始能量的有效带宽显著增加。给出了两自由度非线性吸振器的质量、阻尼、刚度等参数的设计方法,最后采用数值仿真验证了上述结论。
- 张也弛孔宪仁杨正贤张红亮
- 关键词：耦合振子
