空间控制技术与应用

Select 航天器GNC系统数学仿真技术研究现状及展望

胡海霞, 汤亮, 石恒, 董文强

2016, 42(3): 1-8. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.03.001

摘要 ( 470 )

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摘要：总结航天器GNC系统数学仿真技术现状，给出控制系统数学仿真所需具备的4个能力：复杂系统仿真建模、多学科协同仿真、高性能计算和数学仿真平台.对这四个方面未来的技术发展进行展望.

Select 基于视觉测量的太阳翼模态参数在轨辨识

吴小猷, 李文博, 张国琪, 关新, 郭胜, 刘易

2016, 42(3): 9-14. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.03.002

摘要 ( 422 )

PDF (1962KB) ( 255 )

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摘要：针对传统接触式振动测量方法的缺点，提出一种基于视觉测量的太阳翼模态参数在轨辨识方法.具体过程包括相机标定、标志点检测、三维坐标解算和模态辨识等.利用两台相机和一台计算机构成的双目立体视觉测量系统进行了地面试验，测量得到了太阳翼测点处的振动位移响应，然后采用ERA算法辨识出了真实太阳翼的两阶主要模态参数.通过与激光测振仪测量结果进行比较，验证了上述方案的有效性.实验表明，视觉测量方法设备简单，灵活性高，是一种理想的在轨振动测量方法.

Select 基于粒子群算法的阻抗控制在机械臂柔顺控制中的应用

周晓东, 任天助, 张激扬, 周锐

2016, 42(3): 15-20. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.03.003

摘要 ( 380 )

PDF (1303KB) ( 203 )

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摘要：阻抗控制策略是实现机械臂的末端力柔顺控制的一种重要方法.然而，针对阻抗控制参数的确定，目前尚缺乏通用算法.粒子群算法具有概念简单、易行、鲁棒性好等特点，适用于阻抗控制参数的确定与优化.通过分析基于力反馈的笛卡尔空间阻抗控制结构，采用粒子群算法整定阻抗控制参数.结合阻抗控制自身特点对粒子群算法做了相应改进，并通过仿真验证了优化后的阻抗控制算法可实现对七自由度机械臂的柔顺控制且具有较好的鲁棒性.

Select 基于视线测量和轨道预报高轨非合作目标相对导航方法

张杨, 王典军, 朱志斌, 高恩宇

2016, 42(3): 21-26. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.03.004

摘要 ( 287 )

PDF (1279KB) ( 216 )

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摘要：对于非合作目标，由于中远距离星上相对测量手段有限，大多情况仅能获得视线角信息.仅视线测量相对导航方法在GEO轨道条件下滤波精度低、可观测性差.提出一种基于星间视线方位测量和轨道预报信息结合的非合作目标相对导航方法.建立基于星间相对运动模型的状态方程和基于星间视线测量和轨道预报信息的观测方程，分别选取了扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波两种方法，仿真分析了轨道预报信息精度和滤波方法对导航精度的影响.

Select 卫星/伪卫星组合着舰导引中伪卫星的布局方案设计

王玮, 郭慧杰, 孟跃

2016, 42(3): 27-32. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.03.005

摘要 ( 382 )

PDF (858KB) ( 333 )

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摘要：卫星/伪卫星组合着舰导引系统的定位精度与伪卫星的几何布局有密切关系.为提高系统的定位精度研究伪卫星在航母上的布局问题，根据伪卫星的特点以及航母的构造选定伪卫星的8个可布设点搭建舰载机着舰过程的仿真模型，构造舰载机及航母的航行轨迹，同时在仿真模型中引入舰船运动模型.利用精度因子分析在舰船上布设伪卫星对定位精度的影响，进而提出了伪卫星在航母上的布局方案.结果表明，提出的方案能够减小精度因子，尤其是垂直精度因子，提高了定位精度.

Select 倾斜轨道小卫星太阳高度角分析与机动方案设计

丰保民, 陈占胜, 叶立军, 季诚胜, 朱虹

2016, 42(3): 33-37. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.03.006

摘要 ( 372 )

PDF (888KB) ( 322 )

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摘要：针对倾斜轨道小卫星必然会面对的光学姿态敏感器受阳光干扰的问题，分析太阳高度角的变化规律，提出了计算太阳高度角的经验公式，并在此基础上提出了平台偏航姿态机动方案，可以使光学姿态敏感器规避阳光干扰，并可以简化整星热控和帆板驱动设计，提高了整星的可靠性.

Select 星载T/R组件加速寿命试验方法

杨鹏, 毛睿杰, 杨立, 梁平

2016, 42(3): 38-43. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.03.007

摘要 ( 243 )

PDF (1128KB) ( 320 )

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摘要： T/R组件作为相控阵天线的核心部件，结构复杂、体积小、集成度高，其可靠性直接影响整机寿命.国内星载毫米波T/R组件尚无长期在轨工作经历，缺乏有效的加速寿命试验方法，为支撑星载毫米波相控阵天线可靠性设计及寿命评估，需开展T/R组件加速寿命试验方法研究.本文研究T/R组件原理及失效机理，结合国内外加速寿命试验研究现状，提出T/R组件加速寿命试验流程，分析比较激活能预估验证法、可靠性预计验证法和多应力评估试验法三种不同试验方法的试验流程、试验方法选取原则及试验参数确定等内容，为开展星载毫米波相控阵天线T/R组件加速寿命试验提供指南.

Select 大容量推进剂贮箱液体晃动性能试验

胡齐, 李永, 姚灿, 刘锦涛

2016, 42(3): 44-48. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.03.008

摘要 ( 324 )

PDF (1006KB) ( 318 )

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摘要：对某种内带推进剂管理装置（PMD）的大容量推进剂贮箱内液体晃动性能进行试验.开展不同充液比工况下空壳贮箱液体晃动试验，分析比较晃动试验结果与采用等效动力学模型的液体晃动理论计算结果，两者结果一致吻合，试验系统可靠性和理论模型的正确性得到良好验证.然后开展了不同充液比工况下内带PMD贮箱液体晃动试验，试验结果表明贮箱内液体晃动性能受内部PMD结构影响明显.该试验研究结果为运载火箭和卫星的姿态和轨道控制系统的设计优化提供重要参考和数据支撑.

Select 面阵静态红外地球敏感器现场标定

王伟华, 邓楼楼, 谭民涛, 黄澜

2016, 42(3): 49-52. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.03.009

摘要 ( 296 )

PDF (4365KB) ( 320 )

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摘要：针对面阵静态红外地球敏感器的现场标定，提出基于规则小孔平面靶标的现场标定方法.将小孔平面靶标固定放置于面源黑体前方，在光学视场测量空间内，多次调整红外地球敏感器的摆放位置，以采集多幅不同位置、不同角度的红外靶标光点图像.使用等高层最小二乘椭圆拟合方法精确提取靶标红外光点的中心坐标，获得特征点信息.利用红外靶标图像和图像特征点计算面阵静态红外地球敏感器光学系统的焦距和主点坐标.试验结果表明，该标定方法简单灵活有效，便于调试现场操作.目前，该方法已在面阵静态红外地球敏感器研究中得到应用.

Select 基于特征模型的挠性充液卫星姿态控制

张涛

2016, 42(3): 53-57. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.03.010

摘要 ( 219 )

PDF (690KB) ( 369 )

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摘要：采用一种改进的基于特征模型的黄金分割自适应控制方法来解决带有挠性附件和液体晃动的大型卫星远地点机动时的姿态控制问题.根据卫星动力学方程推导特征模型，以动力学特点引入角速度信息构建一种改进的黄金分割自适应控制方法，通过数值仿真加以验证.仿真结果表明，该方法相比传统PID控制，能在不增大控制能量消耗的前提下改善系统控制性能.

Select 一种末端能量管理段结合PD控制的标称轨迹制导律

陈阳

2016, 42(3): 58-62. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.03.011

摘要 ( 285 )

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摘要：为了提高制导律的精度和适应性，针对大升阻比再入飞行器的末端能量管理段(TAEM段)的飞行特性，提出一种飞行轨迹制导律.该方法的制导律由标称制导指令和PD控制指令两部分组成，标称制导指令由离线生成的标称轨迹的几何特性结合飞行器的飞行状态实时生成，PD控制指令则由飞行器当前飞行状态与期望飞行状态的误差计算生成.该方法经数学仿真表明，具有较好的控制效果.