空间控制技术与应用

Select 空间核电推进技术发展研究

周成, 张笃周, 李永, 汤章阳, 于洋, 唐玉华

2013, 39(5): 1-6. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.05.001

摘要 ( 710 )

PDF (1197KB) ( 1272 )

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空间核电推进系统具有高比冲、大功率、大推力和长寿命等特点，广泛适用于未来大型空间探测任务.在调研国外核电推进技术发展和空间应用情况的基础上，针对大型深空探测任务介绍基于核裂变反应堆的核电推进系统国外发展现状，总结核电推进系统所涉及的主要技术内容和已经取得的成果，梳理关键技术，并归纳了核电推进技术的发展趋势，最后对中国发展核电推进技术提出建议.

Select 基于启发式算法的可重构性指标分配

项昌毅, 杨浩, 程月华, 姜斌, 刘成瑞

2013, 39(5): 7-12. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.05.002

摘要 ( 598 )

PDF (690KB) ( 669 )

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串联有约束条件下的可重构性指标分配问题，针对考虑部件故障的系统给出了可重构度的概念和计算方法，并论证了其合理性.结合最优冗余分配理论和可重构度定义给出了可重构度最大化的冗余分配模型，在此基础上提出了基于启发式算法的可重构性指标分配方法，该方法可解决约束条件内资源优化配置问题，并得到系统最大可重构度的解.直接寻查法作为以往具有代表性的最优冗余分配方法，用作系统可重构性指标分配仿真，与所提方法作比较，结果显示基于启发式算法的可重构性指标分配方法较前者有更高的有效性.

Select 一种柔性空间机械臂的刚体运动和柔性振动复合控制方法

葛东明, 史纪鑫, 邹元杰

2013, 39(5): 13-18. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.05.003

摘要 ( 624 )

PDF (947KB) ( 721 )

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针对柔性空间机械臂的刚体运动控制和柔性体振动抑制问题，给出了一种反馈和前馈复合控制方法.对于一个柔性双连杆机械臂，首先设计反馈线性化控制器，消除非线性影响，实现大范围的刚体运动控制.其次基于闭环回路响应的振动特性，设计输入成型前馈控制器，预成型控制命令，抑制对结构振动影响显著的某些模态响应.最后仿真结果证实了给出的反馈线性化和输入成型复合控制方法，可以实现精确的位置控制，同时机械臂的残余振动得到了有效的抑制.

Select 基于非线性观测器的非合作目标姿态跟踪控制

刘智勇, 何英姿, 蔡彪, 程迎坤

2013, 39(5): 19-23. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.05.004

摘要 ( 653 )

PDF (1054KB) ( 590 )

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非合作目标的姿态角速度、角加速度未知，给在轨服务航天器跟踪非合作目标姿态的控制器设计带来挑战.为解决这一问题，设计了一种非线性观测器，该观测器能够估计出非合作目标状态，然后构造了基于非线性观测器的姿态跟踪控制器，并证明了闭环系统的一致渐近稳定性.仿真结果表明，设计的方法不仅能够实现非合作目标的状态估计，而且实现了对非合作目标姿态的跟踪.

Select 轨道误差对星敏感器对地指向精度的影响分析

林波, 武云丽, 沈莎莎, 刘潇翔

2013, 39(5): 24-28. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.05.005

摘要 ( 543 )

PDF (929KB) ( 625 )

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针对使用星敏感器进行对地指向精度问题，分析了影响卫星对地指向精度的主要因素，根据卫星轨道误差，推导了轨道根数误差对经度方向和纬度方向上的指向误差方程.分析了轨道根数对指向精度的影响规律.最后对轨道根数误差的影响进行了仿真，仿真结果与分析结果一致.

Select 摆动扫描式地球敏感器电信号源研究

斯祝华, 丰平, 朱莲枝

2013, 39(5): 29-33. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.05.006

摘要 ( 647 )

PDF (732KB) ( 623 )

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摆动扫描式地球敏感器常采用电信号源作为激励参与卫星地面测试.为更真实揭示敏感器自身特性以及减小信号源误差，推导了敏感器测量方程和扫描方程，分析了电信号源的误差来源，并提出了改进的地球敏感器信号源实现算法.该方法概念清晰，计算量小.试验测试结果表明该算法提高了地球敏感器信号源精度.

Select 磁等离子体推力器工作机理与应用前景研究

程蛟, 汤海滨, 刘兵

2013, 39(5): 34-38. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.05.007

摘要 ( 722 )

PDF (1496KB) ( 576 )

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研究了发动机能量输入、工质电离、等离子体加速及能量转换过程及机理，同时分析了磁等离子体推力器在空间推进任务中的应用前景.研究表明磁等离子体推力器主要利用电磁力加速和磁喷管的能量转换作用来实现加速，这种方式在大功率条件下，能够获得大推力、高功率和较长工作时间，在大功率轨道航天器和深空任务中有广阔的应用前景.

Select 基于离子推进技术的轨道转移设计

禹凯, 徐明, 贾英宏, 徐世杰

2013, 39(5): 39-42. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.05.008

摘要 ( 589 )

PDF (951KB) ( 748 )

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将太阳能离子推力器应用于卫星的推进系统，完成从地球同步转移轨道(GTO)到地球同步轨道(GEO)转移任务；建立任务模型，设计基于纬度幅角的反馈控制策略，对发动机开关时间进行优化.采用图形处理器（GPU， graphic processing unit）加速的遗传算法(GA，genetic algorithm)对卫星转移轨道任务进行优化设计.仿真结果表明：通过对该闭环控制器的定常参数进行优化，可将轨道导引至目标轨道附近；采用太阳能离子推力器可减少燃料消耗.基于GPU加速的遗传算法，可缩短算法运算时间.

Select 基于粒子群算法优化双脉冲绕飞问题

梁静静, 解永春

2013, 39(5): 43-47. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.05.009

摘要 ( 572 )

PDF (1329KB) ( 629 )

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摘要：以Hill方程为基础对圆轨道近距离双脉冲绕飞优化问题进行研究.首先给出双脉冲绕飞的优化模型并推导分析得出待优化的变量，同时构造了燃耗和时间加权的性能指标函数并考虑安全约束，然后设计了粒子群优化算法对绕飞过程进行优化，最后通过对-Vbar到+Vbar、+Rbar、+Hbar的绕飞进行仿真获得燃耗和时间加权最优的安全绕飞轨迹，与遍历寻优结果一致，由此验证了粒子群优化算法的有效性.

Select 委内瑞拉遥感卫星姿轨控系统方案及在轨验证

曾春平, 刘其睿, 董筠

2013, 39(5): 48-52. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.05.010

摘要 ( 713 )

PDF (876KB) ( 818 )

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介绍了委内瑞拉遥感卫星姿轨控系统的主要功能、指标要求、系统组成、工作模式、控制方案设计和主要故障诊断逻辑.根据卫星在轨运行数据，给出了卫星在轨运行的部分曲线和姿态控制的指标实现情况，对姿轨控系统方案进行了在轨验证.

Select 基于ADN的无毒推进剂热分解及燃烧反应的路径研究

姚兆普, 王梦, 陈君

2013, 39(5): 53-57. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.05.011

摘要 ( 710 )

PDF (1828KB) ( 605 )

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二硝酰胺铵（ADN）是未来化学推进技术的一个新方向.对于ADN的分解、燃烧化学反应机理，目前还没有成熟的理论研究结果.归纳和综述了相关研究的最新进展，并提出了ADN分解燃烧的可能路径，发展了一种新的基于吉布斯自由能最小化原理的预测ADN基发动机内部反应参数的计算方法，理论计算了ADN分解燃烧反应两种可能路径的绝热火焰温度和燃烧产物组分，证明了所提出的ADN分解燃烧可能反应路径的合理性.研究内容及结果有助于加深对于ADN热分解及燃烧反应物理本质的理解，对于中国ADN基发动机的工程实践有重要理论指导意义.

Select 卫星控制系统测试数据自动判读系统的设计与实现

曹永梅, 周剑敏, 潘立鑫

2013, 39(5): 58-62. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.05.012

摘要 ( 667 )

PDF (1082KB) ( 654 )

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针对卫星控制系统测试数据类型多和数据量大的特点，设计一套测试数据自动判读系统.该系统能够对测试过程中的数据按照设置的判读规则进行自动判读，对判读的问题进行实时显示和记录，并在测试结束后自动生成测试报告，大大提高了测试效率和判读的准确性.