空间控制技术与应用

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2016, 42(4): 0.

摘要 ( 184 )

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以超静平台在未来高精度航天器主动隔振和精确指向控制中的应用为基础，针对柔性铰形式超静平台的动力学特点以及超静平台基础和载荷扰动作用的影响，建立一般形式的超静平台动力学模型；进一步推导解耦力控制方法，将超静平台由高度耦合的多输入多输出系统变为单输入单输出线性时不变系统，以此消除各支杆之间的相互作用，极大地简化了控制器设计；在此基础上，进行数值仿真分析与验证.仿真结果表明：基于所建立的一般形式超静平台动力学模型，采用解耦力控制方法能够很好地实现超静平台的主动振动控制，并且方法简单易于工程实现.

Select 基于分层随机梯度辨识算法的传感器故障检测方法

符方舟, 王大轶, 李文博

2016, 42(4): 12. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.04.003

摘要 ( 273 )

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提出一种基于两阶段递推随机梯度参数辨识的传感器故障的在线检测方法.相对于最小二乘参数辨识算法，随机梯度参数辨识算法所需计算量更小.针对计算能力受限的系统，提出基于随机梯度参数辨识的检测算法.通过分析可知，参数辨识精度越高时检测精度越高.为提高精度，给出基于两阶段递推随机梯度参数辨识的检测算法并设计基于最新估计信息的残差.除此之外，还给出新的检测算法与原有的基于最小二乘检测算法计算量的对比分析，并通过仿真实例，证明新的检测算法的优越性及有效性.

Select 高超声速飞行器再入段滚转控制与舵系统技术指标

曹梦丹, 王勇, 高亚楠

2016, 42(4): 18. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.04.004

摘要 ( 231 )

PDF (839KB) ( 160 )

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文章通过分析高超声速飞行器再入段横侧向对象特性，确定动压达到一定条件气动舵面完全参与姿态控制时的滚转控制策略.基于滚转回路结构，理论分析滚转回路性能指标与控制律参数的关系，估计舵系统带宽.结合仿真手段，给出典型状态下的定点计算结果，确定舵系统带宽要求.另外，通过仿真研究，探讨舵系统时间常数、阻尼比和时延对滚转控制品质的影响.

Select 关节型机器手臂笛卡尔轨迹规划

朱清智, 张毅

2016, 42(4): 24. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.04.005

摘要 ( 437 )

PDF (797KB) ( 194 )

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为了消除机器手臂空间轨迹规划中采用一般插补法产生的尖角，且让机器手臂在非匀速运动状态下，能够具有连续的速度和加速度.结合空间直线插补和圆弧插补算法，提出一种新的圆弧连接均值直线插补法，并在此基础上进行二次插值，从而使得该算法在加速和减速时也可以获得很好的平滑性，在MATLAB环境下对算法进行了仿真.通过该算法以及对拟合度的调整可以获得最优规划路径.该算法在机器手臂轨迹规划当中具有较好的可行性.

Select 航天器的有限时间时变滑模姿态控制方法设计

耿洁, 吕楠, 王韬, 宫经刚

2016, 42(4): 30. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.04.006

摘要 ( 292 )

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本文研究具有参数不确定性和外部扰动的航天器姿态控制问题.针对修正罗德里格参数表征的航天器姿态模型提出一种有限时间时变滑模函数，在此基础上设计一种有限时间收敛的滑模姿态控制方法，并证明其稳定性，给出控制参数的设计方法.该方法在保证系统渐近稳定的前提下，不仅能够实现姿态跟踪误差在有限时间内收敛，而且能够实现姿态跟踪误差在设定的时间收敛，且全局具有滑模动态确定的系统响应.通过仿真结果验证本文提出方法的有效性.

Select 空天飞行器多余度GNC系统并行处理和故障容错技术

刘智勇, 衣学慧, 何英姿, 高亚楠, 史少龙

2016, 42(4): 36. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.04.007

摘要 ( 284 )

PDF (1030KB) ( 275 )

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提出空天飞行器多余度GNC系统并行处理和故障容错设计方法：通过系统输入信息并行采集设计和GNC控制器核心模块并行处理设计提高系统信息采集和处理能力，保证GNC系统的实时性；通过系统输入和输出容错设计，使整个多余度GNC系统在处理周期内具有完备的故障容错能力.该方法具有广阔的应用前景.

Select 用于长周期高精度轨道控制任务的快速半实物仿真系统

张小伟, 王静2, 袁彦红, 戴维宗, 黄京梅, 张泽涛

2016, 42(4): 42. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.04.008

摘要 ( 172 )

PDF (2459KB) ( 156 )

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针对长周期高精度轨道控制任务的快速仿真试验需要，对传统的卫星控制系统半实物仿真系统进行了重构.提出利用动力学仿真模型程序的超实时运行驱动试验进程加速的方法，介绍系统总体设计思路及其结构、组成和工作原理，给出实时/超实时双模高精度动力学模型的开发及星地状态同步两项关键技术的具体实现，并通过应用实例证明了系统的有效性.

Select 航天器控制软件可靠性工程方法研究

奚坤, 王振华, 蔡雨辰, 陈朝晖

2016, 42(4): 48. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.04.009

摘要 ( 227 )

PDF (745KB) ( 205 )

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当前航天器控制软件的复杂度越来越高，软件的规模十分庞大，对软件可靠性安全性要求极高，因此对航天器控制软件的可靠性设计和度量具有重要意义.介绍和分析适用于航天器控制软件的可靠性设计方法，并结合某型号给出实际的软件设计以及可靠性度量的具体实例.

Select 嫦娥五号飞行试验器服务舱环月期间的角动量管理

薛锐, 崔雁, 王晓磊

2016, 42(4): 53. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.04.010

摘要 ( 252 )

PDF (554KB) ( 156 )

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对环月地轨道环绕卫星所受重力梯度力矩进行了分析.在分析的基础上，利用在轨飞行数据得到卫星实际质量特性，并设计俯仰姿态偏置的方法，实现卫星重力梯度配平.通过嫦娥五号服务舱的实际在轨飞行，证明重力梯度配平方法可以降低星体所受重力梯度力矩，达到延长卸载周期的目的.

Select 动态拖尾星图模拟算法研究

鹿瑞, 武延鹏

2016, 42(4): 57. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.04.011

摘要 ( 264 )

PDF (2547KB) ( 189 )

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星图模拟技术是星图识别算法仿真和性能测试的基础.为了更好地模拟星敏感器在轨工作的情况，对星敏感器的软件开发以及自身性能进行有效的地面测试，提出一种动态拖尾星图模拟算法.该算法分为4个步骤：首先根据星敏感器指向在全天球范围内搜索导航星；接着利用小孔成像模型计算导航星在星敏感器成像面的投影位置；然后在考虑卫星运动引起的恒星拖尾的基础上，按照二维灰度分布规律置灰度值来模拟星像点像素；最后叠加杂散光背景及成像器件引起的噪声.提出的算法具有速度快、精度高及可实现性高等优点.