基于MOEA/D的柔性结构燃料—时间多目标优化控制研究

利用基于分解的多目标优化算法(MOEA/D)研究了柔性航天器多目标优化的rest-to-rest机动问题.基于空间飞行器刚柔耦合动力学方程,提出了最小时间-最少耗能的多目标优化控制模型;给出了基于MOEA/D的算法框架,并对柔性飞行器空间机动问题进行了多目标优化控制的分析设计;典型算例表明该算法可有效地应用于柔性航天器姿态机动控制器的分析设计之中.     

滑模变结构控制的月球着陆舱姿态控制系统设计

在我国的探月计划中,要实现月球探测器软着陆于月球表面.在分析月球着陆舱软着陆段的飞行任务对于姿态控制要求的基础上,基于滑模变结构控制方法,根据实际姿态角和期望姿态角的偏差,给出了线性滑动模态面的切换方程,采用指数趋近律和边界层削抖的方法,推导出期望控制力矩的计算公式.并研究了姿控发动机的配置特点和点火逻辑.给出了由期望力矩计算实际控制力矩的方法.仿真结果表明,该姿态控制系统能迅速地将着陆舱跟踪到期望姿态.着陆舱经过514s飞行,在距月面2 km处将速度减为零,将姿态调整到垂直向下,完成了飞行任务.飞行轨迹比较平滑,具有较好的鲁棒性和自适应性.     

MIMU现场标定方法

针对微机械惯性测量单元的工程应用需求,提出了一种改进的现场标定方法.通过8个位置的选取,降低了配套设备的复杂程度,易于工程实现;由于8个位置的测量信息是6个位置测量信息的4倍,使得利用非线性最小二乘法拟合求取到的校准模型参数精度得以提高.     

最优控制理论的AIP潜艇位置基准点问题计算

基于最优控制理论的AIP潜艇位置基准点问题计算方法,在对AIP潜艇位置基准点问题解的性质进行进一步分析的基础上,给出了AIP潜艇位置基准问题上下界的计算方法,其中上界的计算被转化为常微分方程的求解问题,与基于动态规划的计算方法相比,可以大大节省计算时间。     

对接组合体初始姿态影响的建模研究

建立了对接过程对组合体初始姿态影响的解析与数值模型。解析模型采用相对于整体质心的动量矩定理,给出了对接完成后组合体姿态角速度计算的解析表达式。结合追踪器的绝对运动方程和目标器的相对运动方程,建立了基于对接动力学的数值模型。通过单一偏差和组合偏差两种算例,对解析和数值模型得到的组合体初始姿态角速度进行了对比分析。计算结果表明,两种模型绝对偏差在0.07°/s以内,相对偏差在10%以内,另外给出了两种模型在工程任务中各自的适用阶段。     

两种捆绑火箭弹性振动建模方法对比分析及其对姿控系统的影响

针对长助推和短助推两种类型捆绑火箭的不同模态特点,分析了两者弹性振动建模方法的区别和联系,在此基础上建立了某型固体捆绑火箭姿态动力学新模型,模型中基于有限元法导出了弹性振动方程,基于该模型对箭体复杂弹性振动引起的通道间耦合进行了研究,采用逆Nyquist阵列法进行设计。结果表明,该模型能更准确地反映捆绑火箭纵、横、扭耦合运动特性;新模型三通道之间存在弹性耦合,但耦合矩阵具有对角优势性质,采用逆Nyquist阵列法进行姿控系统设计是有效的,仿真结果表明设计的控制器可行,能够取得比较好的性能。     

一种空间飞行器轨控发动机干扰力矩的测试方法

轨控发动机对空间飞行器姿态的干扰力矩是影响姿态估计精度的重要因素,为了解决轨控发动机干扰力矩在地面难以准确测量的问题,提出了一种在空中进行的轨控发动机干扰力矩测试方法.此方法通过在空间飞行器飞行过程中轨控发动机轮流开机,利用惯测组合陀螺记录弹体姿态角速度的变化情况,从而计算出轨控发动机的干扰力矩.数值仿真结果验证了该试验方法的有效性.     

导引头驱动的三维场景模拟技术研究

为检验导引头的捕获、跟踪性能研制了一个三维场景模拟系统,它克服了野外实验的种种弊端.重点载入外部的导引头航迹和姿态数据,通过建立相应的数学模型实时模拟导引头运动引起的场景变化.同时,利用双缓存技术以及精确定时器的选用等实现系统实时性,并通过帧速率法得到了检验.与其他模拟系统相比,本系统具有2个特色:场景的模拟是由导引头数据驱动的;此模拟是实时的.实验结果证明本系统可以很好的满足实际的需要.     

初姿标定在捷联惯导垂线偏差修正中的应用

分析了垂线偏差产生的原因及其对导弹落点偏差的影响机理,针对目前垂线偏差修正方法存在方法误差的问题,提出通过修改初始姿态角的方法对垂线偏差的影响进行修正.介绍了垂直发射时导弹初始姿态标定方法并建立了初始姿态角修正的数学模型.最后通过仿真计算验证了该方法的有效性.     

GFSINS角速度代数提取算法设计

针对无陀螺捷联惯导系统(GFSINS)获取的姿态角信息包含角加速度项、角速度平方项以及角速度交叉乘积项的特点,在姿态角速度开方算法的基础上设计了对数提取算法.该算法充分利用计算机对数运算的特点,通过简单的代数运算避免了以往姿态角提取时积分过程存在误差积累、开方过程存在的符号判断和除法溢出的问题.仿真结果表明,该算法在精度和稳定性方面均要优于现有的积分算法和开方算法,可以为后续高精度姿态信息提取算法提供输入.