空间机器人抓捕任务的六自由度同步控制逼近策略

利用空间机器人抓捕目标卫星是航天器在轨服务的主要模式之一.针对空间机器人对无控旋转卫星的抓捕逼近问题,为了提高适合抓捕的时间范围,研究了六自由度(6-DOF)同步控制逼近策略.采用修正罗德里格斯参数描述姿态,给出了无控旋转卫星的运动模型;假设空间机器人采用动量轮控制姿态,通过分开处理轨道同步和姿态同步建立了6-DOF同步控制问题模型;考虑惯量参数的不确定性,利用自适应输出反馈控制原理,分别推导了轨道同步和姿态同步跟踪控制律.仿真算例表明在空间机器人惯量参数不确定和摄动作用下可以有效实现同步跟踪.     

面向卫星的在轨服务任务规划方法

针对空间在轨服务日趋成熟以及在轨服务现实需求增长的背景,以在轨服务航天器为研究对象,研究面向卫星的在轨服务任务规划问题,探讨如何合理安排与调配在轨服务资源。将问题分解为在轨服务资源分配和在轨服务路径规划两层,并建立双层优化数学模型。设计在轨服务任务规划算法求解问题,包括基于多种群并行进化的混沌遗传算法和基于全局坐标转换的NSGA-Ⅱ+GSDE算法,并通过仿真结果对比分析,验证算法的可行性和有效性。     

第十三届空间人工智能、机器人和自动化国际研讨会在京召开

正6月20日,中国国家航天局在京组织召开了第十三届空间人工智能、机器人和自动化国际研讨会。来自美国、德国、日本、加拿大等10余个国家的航空航天机构官员、学者,围绕空间人工智能发展现状、未来思路等进行了深入的交流研讨。会议介绍,中国国家航天局根据我国航天发展需要,制定了未来的空间机器人发展路线图。空间机器人在航天在轨服务、空间探索、深空探测等领域具有广泛应用前景。空间机器人技术的发展将进一步推动中国航天可持续发展,促进技术领域创新、法律政策完善和国际合作的开展,满足经济建设、科技发展等     

赛博空间作战及其对战争仿真建模的影响

赛博空间作战对未来战争及战争仿真建模产生着深远、巨大的影响。针对在赛博空间和赛博空间作战基本认识上存在的争议,探讨了赛博空间的复合性、整体性等特点,以及赛博空间作战的战略威慑性、体系对抗性等特点。以战争仿真建模为视角,在研究赛博空间作战对未来战争及战争仿真建模突出影响的基础上,提出了赛博空间作战影响下战争仿真建模需关注战争复杂信息环境、大尺度战争体系、复杂自适应行为、战争体系脆弱性和赛博战争舆情信息传播仿真建模问题。     

空间飞网发射动力学建模仿真研究与地面试验

空间飞网是近来提出的一个创新的空间系统概念,在空间碎片处理和在轨服务方面具有独特的应用潜力.针对飞网系统的发射过程,利用建模仿真和地面试验两种手段进行了研究,建立了飞网发射的集中质量模型,设计了基于燃气助推质量块的飞网发射地面试验装置,开展了多次飞网发射试验.地面试验结果与模型仿真结果基本吻合,说明所建立的动力学模型可用于空间飞网系统设计.     

联合编队作战行动方案建模

研究联合编队的作战行动方案问题,首先需要建立合理的任务模型。在基本作战样式基础上,针对联合编队任务特点,设计了一种联合编队作战行动方案的建模方法。该模型包含对海攻击和对空防御等5种基本作战样式,结合规划和调度两方面的特点,提供了资源和系统状态的描述机制。实例证明建模方案不仅具有可行性,而且丰富了作战行动方案的建模理论,对联合编队作战系统的研究、决策和建设具有一定的参考价值。     

“女娲”计划:面向地球静止轨道的在轨服务系统

地球静止轨道(GEO)因其良好的轨道特性,在人类航天活动中扮演着重要的角色。随着GEO资源的日益紧张,GEO碎片的清理工作刻不容缓。针对GEO带的空间碎片清理,提出了名为"女娲"的GEO在轨服务计划,利用在轨回收、3D打印、在轨组装等关键技术,实现基于空间碎片的在轨制造能力,并从任务需求、任务使命、任务流程、系统组成以及卫星系统概念设计等方面,对"女娲"计划进行了系统分析。     

新型作战空间建模仿真实践与体会

新型作战空间建模是战争复杂系统仿真领域的一个大课题。由于新型作战空间是一个正不断发展着的新生事物,对其认识还没有完全统一。针对新型作战空间,传统建模方法无法体现信息网络和体系对抗特征、无法描述信息域和认知域的作战机理、无法刻画其对体系作战能力的核心作用,迫切需要突破新的建模理论和方法。通过在网电空间、太空域和社会域等新型作战空间的建模仿真探索,提出新型作战空间建模仿真应该更多地关注网络化的空间环境建模、信息域实体与行为建模以及体系化的战争综合效果建模等问题。     

基于Web服务的作战仿真模型一体化建模与验证

作战仿真实体一体化建模的结果是生成能够便于计算机实现的作战实体类的组件模型,目的是提高模型的重用性和建模质量,使模型开发向标准化、规范化方向发展。主要论述基于一体化建模的作战仿真实体模型开发方法和过程,从模型转换的正向工程和逆向工程两个思路来阐述实体仿真模型一体化建模过程,采用基于模型驱动架构MDA(Model Driven Architecture)的作战仿真系统开发方法,并通过Web服务的方式实现建模、仿真与体系对抗的一体化,屏蔽操作系统、软件、应用程序和数据间的异构性。     

弹道导弹中段拦截产生的空间碎片影响分析

针对弹道导弹中段拦截产生的空间碎片可能对在轨航天器的影响进行了分析,弹道导弹中段拦截产生的空间碎片的质量、速度和运行时间都很有限,本质上为亚轨道残骸,不会对在轨航天器造成重大影响,对在轨航天器的威胁主要来自流星和以往空间任务产生的轨道残骸.     

空间非合作目标捕获方法综述

随着空间事故和失效航天器的增多,地球附近的轨道资源越来越紧张。如今世界各国都在大力发展在轨服务和太空碎片清除,作为其中最关键的技术之一,空间非合作目标捕获近年来成了太空研究领域的重点。目前,国内外各大研究机构针对非合作目标进行了深入研究,并提出了多种捕获方法,取得了较大的进展。对非合作目标进行分类,基于现有的捕获方法介绍了国内外非合作目标捕获技术发展的最新状况,总结了原理方案,分析了捕获方法和关键技术,为我国后续开展相关研究提供了一种研究思路。     

Flexibility and complexity in periodic distribution problems

In this paper, we explore trade‐offs between operational flexibility and operational complexity in periodic distribution problems. We consider the gains from operational flexibility in terms of vehicle routing costs and customer service benefits, as well as the costs of operational complexity in terms of modeling, solution methods, and implementation challenges for drivers and customers. The period vehicle routing problem (PVRP) is a variation of the classic vehicle routing problem in which delivery routes are constructed for a period of time; the PVRP with service choice (PVRP‐SC) extends the PVRP to allow service (visit) frequency to become a decision of the model. For the periodic distribution problems represented by PVRP and PVRP‐SC, we introduce operational flexibility levers and a set of quantitative measures to evaluate the trade‐offs between flexibility and complexity. We develop a Tabu Search heuristic to incorporate a range of operational flexibility options. We analyze the potential value and the increased operational complexity of the flexibility levers. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2007     

面向Agent的CPN及其在航天装备体系评价中的应用

为弥补Agent和Petri网在各自建模中的缺陷,分析了二者现有的几种结合方式,给出面向Agent的着色Petri网(AOCPN)的定义及其运行规则和分析方法。利用AOCPN建立了以海上目标监视和打击为任务的航天装备体系评价模型,对其逻辑特性和作战效能进行了分析。建模过程和仿真结果表明,AOCPN能够完整描述体系的逻辑和物理特性,可用于全面分析评价体系的性能和对作战结果的影响,有效追踪体系执行任务的过程。     

基于Theta-D次优控制器设计的相对姿轨耦合控制

针对在轨服务航天器的快速机动和姿轨协同控制的特点,研究了基于姿轨耦合一体化模型的最优控制方法。建立了包括转动和平动的六自由度相对运动耦合非线性模型,连续偏心推力矢量既可以提供位置控制力,也可以输出姿态控制转矩。利用动态模型线性化方法和θ-D构造性优化算法给出相对运动姿轨耦合最优控制问题的数值解法,同时控制服务航天器相对位置和相对姿态,使其直线逼近一个失效慢旋目标。仿真结果证明,由于在动态优化问题中采用了构造性求解,所提方法在保证相对运动稳定和动态性能的前提下计算量小,对未来应用具有一定现实意义。     

基于前景理论的CGF Agent决策建模研究

前景理论(Prospect Theory,PT)描述了个体在不确定条件下的决策规律,较好地刻画了决策者的风险偏好。分析表明,PT在作战决策建模中具有一定的适用性和可行性。提出了一种基于PT的计算机生成兵力(Computer Generated Forces,CGF)Agent决策建模方法,给出了CGF Agent的建模框架,对CGF Agent决策过程中方案选择的具体步骤和算法进行了详细阐述。实验表明,所提出的方法在一定程度上提高了CGF Agent决策行为的真实性,证明了所提出方法的有效性。     

基于OPN的军事信息服务组合模型构建方法

介绍了军事信息服务的基本含义,给出了基于对象Petri网的军事信息服务组合模型的形式化描述方法,构建了军事信息服务组合模型的基本结构,并针对一个具体的防空反导作应用案例,使用国防科大对象Petri网建模仿真环境工具开发了相应的军事信息服务组合模型,并对组合服务进行了简要分析。实践表明,该方法能满足军事信息服务组合模型构建的需要,并具有良好的服务建模与仿真分析能力。     

导弹装备战备完好性评估模型

针对当前对导弹战备完好性水平缺乏系统性评估,给导弹装备管理决策带来极大困难,难以适应当前转型建设导弹装备保障要求的问题,在对现役导弹装备任务剖面分析的基础上,对影响导弹战备完好性的重要参数使用可用度进行了研究,给出了基于可用性理论的导弹装备使用可用度评估方法和模型,根据部队导弹装备服役的相关信息,对该模型进行了评估验证,经验证,该方法可有效地分析导弹使用可用度,研究结论对于提升导弹装备战备完好性具有一定的借鉴意义。     

层次任务网络的作战计划建模及生成技术

针对以网络为中心的作战计划的特点,提出基于层次任务网络的军事作战计划建模方法.在对层次任务网络形式化描述的基础上,介绍层次任务网络计划求解算法.基于军事作战计划的抽象模型,提出军事和战计划中军事规则、作战使命、作战能力和作战行动过程等要素与层次任务网络的映射关系,并针对登岛战役案例对基于层次任务网络的军事计划建模和求解过程进行说明.