空间控制技术与应用

Select 基于分段瞄准点预报显式制导的月地返回轨道中途修正研究

周亮，胡军

2013, 39(4): 1-6. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.04.001

摘要 ( 985 )

PDF (1002KB) ( 477 )

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显式制导法算法简单，计算快速，使用灵活，实用性强，可运用于月地返回轨道的中途修正研究.基于瞄准点的显式制导法在得到瞄准点预报的前提下，利用二体模型计算修正点到瞄准点所需的修正速度作为多体模型下修正点到标称落点的修正速度.根据此方法，采用月球段及地球段分段进行中途修正的策略，给出了基于分段瞄准点预报显式制导的月地返回轨道中途修正方案.最后，算例仿真及蒙特卡洛仿真验证了该方案的适用性，得出了该方案的优势.

Select 红外探测器晶片电极设计与应力分析

李岩，李慧，常玲玲，吴茂

2013, 39(4): 7-11. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.04.002

摘要 ( 825 )

PDF (1559KB) ( 611 )

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红外探测器是卫星姿态控制中不可或缺的一种探测器.总结了国外近年来红外热敏探测器晶片电极的研究进展，重点介绍了热敏电阻晶片电极的设计思路及其制备工艺.分析了薄膜金属电极给热敏电阻晶片组件带来的各类应力.提出在热敏电阻晶片电极设计时，应选择合适的电极结构、电极材料、膜层厚度、金属薄膜的制备工艺、热处理制度等工艺参数，并确保热敏电阻晶片焊点的应力较低，才能保证红外探测器的性能及其可靠性.实验结果表明，采用Ti/Au双层结构电极的热敏电阻可达到理想的噪声系数和良好的界面结合力.

Select 欠驱动航天器滑模速率阻尼控制

郭朝礼，张笃周，王淑一

2013, 39(4): 12-17. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.04.003

摘要 ( 665 )

PDF (1605KB) ( 531 )

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针对具有推力器执行机构的航天器，在一轴推力器失效的情况下，设计滑模变结构速率阻尼控制器，证明系统的稳定性;分析控制器的抗干扰能力，给出控制器参数选取的指导原则;通过将惯量积视为外界干扰的方法，解决了非对角惯量阵航天器的欠驱动控制设计问题.从工程实际情况出发，考虑了推力器的开关工作特性、角速度测量幅值受限、外界干扰和非对角惯量阵的影响.最后通过数学仿真验证了控制器的有效性和工程实用性.

Select 一种基于相对钟差估计的星座自主时间同步方法

王裙,熊凯，魏春岭

2013, 39(4): 18-22. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.04.004

摘要 ( 636 )

PDF (559KB) ( 500 )

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针对区域星座自主导航的任务需求,提出了一种基于相对钟差估计的星座自主时间同步方法.介绍了该方法的实现原理,建立了系统状态模型和系统测量方程,并设计了适用于星座时间同步的Kalman滤波算法.仿真结果表明,该方法能够实现星座卫星的时间同步.

Select 拍合式电磁阀动态响应仿真分析与试验验证

姜华，陈健，汪旭东

2013, 39(4): 23-27. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.04.005

摘要 ( 705 )

PDF (2198KB) ( 470 )

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根据电磁阀空载试验结果和电磁阀数学模型，对影响电磁阀响应时间的因素进行了分析.利用有限元方法和磁路分析法分别建立了拍合式电磁阀的仿真模型,用两种模型计算出不同弹簧刚度、弹簧预变形、衔铁质量、放电回路电阻、线圈匝数、非工作气隙下电磁阀的响应特性，以及这些参数对响应时间的影响程度.两种仿真计算结果和试验进行了对比，结果基本一致，根据结果分析了两种仿真方法的优缺点.总结出电磁阀在设计、生产时应重视的技术环节,对以后电磁阀设计工作具有指导意义.

Select 基于参数自整定速度控制器SGCMG框架伺服控制系统

田利梅，胡跃伟，马文栋

2013, 39(4): 28-32. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.04.006

摘要 ( 741 )

PDF (1088KB) ( 730 )

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针对控制力矩陀螺框架伺服系统传统PI控制对干扰、负载变化等不确定因素的控制能力不足，设计了模糊PI控制器，利用参数自整定速度控制器实时调整参数，实现了框架伺服系统的高稳定性控制.仿真结果表明，相比传统的PI控制策略，响应快，超调小，无需修改参数，有更好的动静态特性，能更好地满足控制力矩陀螺框架伺服控制系统的鲁棒性要求，并有很好的跟踪性能.

Select 一种长寿命磁滞陀螺电机润滑系统的改进设计

魏大忠，张雪，武志忠，周益，冯士伟

2013, 39(4): 33-37. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.04.007

摘要 ( 708 )

PDF (813KB) ( 509 )

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磁滞陀螺电机是惯性姿态敏感器中陀螺的核心部件，磁滞陀螺电机实现长寿命是惯性姿态敏感器长寿命的关键.针对目前陀螺电机轴承的主要失效模式，通过改进润滑系统设计延长了磁滞陀螺电机寿命，并经过寿命试验验证了平均无故障时间大于30000小时.

Select 人控交会对接九自由度半物理仿真试验系统设计及验证

石磊，张新邦，万磊，牟小刚，管乐鑫

2013, 39(4): 38-43. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.04.008

摘要 ( 744 )

PDF (1525KB) ( 689 )

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以人控交会对接半物理仿真试验需求为背景，提出了可对人控交会对接控制系统单机敏感器性能和控制律设计方案进行仿真验证的人控交会对接九自由度半物理仿真试验系统的设计方法，给出了利用该设计方法对神舟九号飞船人控交会对接控制系统的仿真验证结果.神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器首次在轨人控交会对接的工程实践结果表明，人控交会对接九自由度半物理仿真试验系统的设计方法正确.

Select 基于特征模型的力矩受限卫星三轴姿态控制

于海祥,雷拥军

2013, 39(4): 44-48. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.04.009

摘要 ( 724 )

PDF (1223KB) ( 571 )

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针对控制力矩受限的卫星大角度姿态机动控制问题，设计了一种基于特征模型的低增益反馈控制器.根据原对象动力学模型建立二阶时变差分方程形式的特征模型，通过推导得到了特征模型参数范围。给出了低增益饱和控制方法，并设计低增益反馈控制器，解决了控制输入饱和所带来的性能下降甚至系统不稳定的问题.通过使用特征建模有效地解决了常规控制方法难以使用于一些复杂对象控制的问题.控制受限卫星大角度姿态机动仿真验证了所提出控制方法的有效性.

Select 一种基于更动影响域分析的回归测试方法

董燕，侯成杰，邱芳

2013, 39(4): 49-53. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.04.010

摘要 ( 731 )

PDF (594KB) ( 558 )

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为减少回归测试成本、提高效率，提出了一种基于更动影响域分析的回归测试方法，详细说明了更动类型，并针对每种类型提出了对应的影响域分析策略.研究表明，该方法技术指导性好，易使用，提高了回归测试的充分性，进一步保证了测试质量.

Select LIPS-200离子推力器关键部组件寿命分析

贾艳辉, 郭宁, 李娟, 陈娟娟, 张天平

2013, 39(4): 54-58. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.04.011

摘要 ( 668 )

PDF (1191KB) ( 563 )

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基于离子推力器关键部组件前期寿命试验，结合离子推力器部组件失效模式的失效机理分析，对采用数值建模和理论分析方法开展的LIPS200离子推力器部组件寿命理论分析进展情况进行了总结，包括栅极系统电子反流失效分析、加速栅结构失效分析和空心阴极发射体耗尽失效分析，分析得到部组件的寿命，结果显示离子推力器寿命满足设计要求.分析结果对离子推力器寿命评价和性能改进具有参考意义.

Select 基于永磁体偏置磁场的高速响应电磁阀设计

张榛，汪旭东，汪凤山

2013, 39(4): 59-62. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.04.012

摘要 ( 716 )

PDF (1232KB) ( 744 )

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为了提高螺管式电磁阀的开关响应速度，将永磁体置于电磁阀的磁路中，提供偏置磁场，可以降低电磁阀的有效磁导率，减小磁路电感，提高响应能力.通过有限元仿真的方法对该设计方案进行了验证，结果表明：采用偏置磁场的电磁阀磁路结构简单，响应性能突出，有利于推力器的脉冲工作性能提升，能够满足未来卫星平台精确控制的要求.