空间控制技术与应用

Select 基于云计算的航天器控制系统自组织体系结构

王磊, 梁俊, 刘淑芬, 刘鸿瑾

2015, 41(4): 1-6. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2015.04.001

摘要 ( 360 )

PDF (1511KB) ( 414 )

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针对目前航天器控制系统中计算单元冗余备份过多但系统动态效能不足的问题，提出一种航天器控制系统自组织体系结构，通过高速对等网络将系统建立在云计算的基础上，取消单节点的冗余备份，以系统整体能力为单个节点做备份，当出现节点故障时动态迁移其程序和数据到其他正常节点以继续其功能，从而实现系统在故障时计算体系的动态聚合重构.

Select 自适应混合信息滤波算法及其在相对导航中的应用

李明明, 王丹

2015, 41(4): 7-13. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2015.04.002

摘要 ( 391 )

PDF (2095KB) ( 338 )

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为解决相对导航模型中线性、非线性并存，及多传感器信息融合时基于Kalman滤波的导航算法计算复杂度较大的问题，提出一种混合信息滤波算法；考虑测量噪声统计特性不准确等工程因素，提出一种自适应混合信息滤波相对导航算法.理论分析及仿真验证表明，与基于Kalman滤波的传统导航算法相比，给出的混合信息滤波算法具有多传感器数据融合时计算复杂度低、便于工程实现的优点，且可以完成线性、非线性并存时的导航滤波任务；除上述特点外，在传感器测量噪声统计特性不准确的情况下，给出的自适应混合信息滤波相对导航算法可以通过自适应调整量测协方差阵的方式，使导航系统仍保持较高的精度.

Select 刚体航天器大角度姿态机动控制算法

李伟明, 申景诗, 康旭辉

2015, 41(4): 14-19. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2015.04.003

摘要 ( 462 )

PDF (2158KB) ( 380 )

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针对刚体航天器在参数不确定及环境扰动情况下的大角度姿态机动问题，提出一种自适应离散变结构姿态控制算法.建立包含航天器姿态运动学及动力学的仿射模型，并精确反馈线性化解耦；对得到的各线性动态方程离散化处理，由离散指数趋近律推导了参数化的离散变结构姿态控制律.最后基于Lyapunov稳定性理论设计了控制参数的自适应更新律，有效克服了模型中的各时变项及干扰项影响.仿真结果表明，该算法可有效减小干扰引起的姿态指令角跟踪偏差，确保了大角度姿态机动控制的精确性与鲁棒性，并且消除了常规变结构控制的抖振现象.

Select 大偏心率轨道星上快速计算方法

胡少春, 黄翔宇

2015, 41(4): 20-23. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2015.04.004

摘要 ( 478 )

PDF (1857KB) ( 459 )

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卫星星上轨道的计算方法通常有解析方法和数值积分方法等.采用数值积分方法计算量较大，对于大偏心率的探测器任务轨道，解析方法也不适用.通过引入精密轨道与二体轨道的位置差，利用位置差拟合切比雪夫多项式系数，大大提高拟合精度.该方法计算精度高、计算速度快，可以很好地解决大偏心率椭圆轨道的星上轨道计算问题.

Select 一种帆板驱动机构用永磁同步电机微步控制方法

郭超勇, 张猛, 梁骄雁, 王友平, 于国庆

2015, 41(4): 24-29. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2015.04.005

摘要 ( 401 )

PDF (1630KB) ( 447 )

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根据磁场定向矢量控制原理，提出一种永磁同步电机微步驱动控制策略.通过保持定子电流矢量幅值不变并均匀改变定子电流矢量的位置，获得大小不变位置均匀变化的定子磁势，从而实现太阳帆板的对日定向.试验结果表明采用所提出的微步驱动控制方法实现了太阳帆板模拟负载的驱动性能，并得出设计过程中应综合考虑整机效率和帆板驱动速度稳定度因素来选取转矩电流给定的结论，也进一步证明了控制方法的有效性，可用于工程实际.

Select 空间光通信激光相干组束技术研究

李沼云, 覃波, 付益, 张昕, 覃良标, 黄芳, 张明宇

2015, 41(4): 30-35. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2015.04.006

摘要 ( 370 )

PDF (1590KB) ( 403 )

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介绍多种在输出功率得以提高的同时保持好的光束质量的激光相干组束技术原理.综合分析并评述激光相干组束技术研究状况，对主动相位控制和被动相位控制两种技术方案进行比较，基于主振荡放大的主动相位控制方案可以获得接近衍射极限、稳定、远场高亮度的光束，可为构建高效、可靠的长距离、高速率空间光通信系统提供技术支撑，对认识激光相干组束技术的发展趋势，研究空间激光通信系统具有一定的参考价值.

Select 小型一体化编码式太阳敏感器信号处理技术

莫亚男, 赵媛, 刘鑫

2015, 41(4): 36-39. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2015.04.007

摘要 ( 423 )

PDF (813KB) ( 385 )

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为实现编码式太阳敏感器小型一体化设计，研究编码式太阳敏感器细分角度计算的坐标旋转数字计算机（CORDIC，coordinate rotation digital computer）算法，在FPGA中实现包括数据采集、角度计算、通信协议等全部敏感器数字信号处理功能，并在此基础上研制专用ASIC芯片.采用挠性连接技术完成整机的微型化组装，最终实现了整机质量0.5 kg、功耗0.5 W、测角精度 0.05°(3σ)、分辨率14″、数据刷新率40 Hz的设计指标.采用单片FPGA实现的编码式太阳敏感器信号处理电路体积小、精度高，是实现产品小型化设计的关键环节.

Select 基于回归分析的飞轮泄漏预测模型构建研究

张绍卫, 夏旎, 冯洪伟, 齐明, 杨磊

2015, 41(4): 40-43. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2015.04.008

摘要 ( 356 )

PDF (608KB) ( 428 )

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为解决飞轮在交付前其壳体存在微漏这一难题，选取飞轮转速和跑合时间的相关关系作为回归分析对象，探索一种飞轮密封泄漏预测模型的构建方法，并针对该模型进行方差分析、统计检验和相关分析，以保证模型精确度和工程实用性.利用本模型构建方法，可以针对不同规格飞轮或者飞轮其他性能参数构建预测模型，确保交付后飞轮的密封可靠性.

Select 基于Eclipse的航天嵌入式软件集成开发环境设计与实现

郝王松, 彭飞, 乔磊, 吴一帆, 刘波, 吴军

2015, 41(4): 44-48. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2015.04.009

摘要 ( 362 )

PDF (2384KB) ( 494 )

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针对当前航天器软件研制过程中需要使用多种开发工具的问题，设计实现了集工程管理、代码编辑、语法检查、编译链接和调试测试于一体的航天嵌入式软件集成开发环境.研究成果已应用于航天器嵌入式软件的研发，缩短了软件研发周期并提高了软件质量，同时也为软件集成开发环境的研发提供借鉴.

Select 一种用数字集成电路FPGA实现的伪速率调制器

彭坤

2015, 41(4): 49-53. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2014.04.010

摘要 ( 332 )

PDF (1423KB) ( 363 )

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介绍一种用数字集成电路实现的伪速率调制器及其应用.该调制器用一片FPGA实现3个通道的伪速率调制器.有别于用软件或模拟电路实现的方法，该调制器用数字电路实现，其中一阶环节通过移位算法实现指数运算，简单灵活，既克服了模拟电路和软件实现的缺点，又具有模拟电路实时性高、精度高以及软件实现方式方便灵活的特点，适用于整星信息一体化和综合电子技术的卫星控制系统体系结构.

Select 航天嵌入式软件浮点运算误差分析与控制

傅秀涛, 綦艳霞, 陈朝晖

2015, 41(4): 54-57. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2015.04.011

摘要 ( 345 )

PDF (872KB) ( 382 )

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针对当前航天型号控制软件浮点运算中存在精度损失和误差传播的问题，从浮点数据结构、浮点精度损失、误差来源和度量几个方面进行了详细阐述，并结合具体案例，通过分析航天型号软件中常见浮点运算误差，为有效解决型号软件误差控制问题提供参考.

Select 航天器C51语言软件中断资源冲突分析方法

侯成杰

2015, 41(4): 58-62. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2015.04.012

摘要 ( 371 )

PDF (1096KB) ( 386 )

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对航天器C51语言软件中常见的3种中断资源访问冲突情况进行了归纳总结.由目前软件资源冲突分析方法的比较结果，提出基于静态分析技术的C51语言软件资源访问冲突分析方法，并针对上述情况给出了具体分析流程.该方法可以解决多种C51语言软件中断资源访问冲突问题，也可以推广到其他处理器.