空间控制技术与应用

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2016, 42(6): 0.

摘要 ( 126 )

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针对静止轨道上卫星悬停编队问题，考虑空间摄动力及测量误差，建立卫星编队的相对运动模型.根据上述模型，取优化指标函数，将跟踪问题转化为LQR问题，求得最优控制解.综合滑模控制方法，提高最优控制解的鲁棒性，并用Lyapunov第二法证明最优滑模控制器的全局渐近稳定，进行仿真验证.结果表明，所设计的最优滑模控制器对静止轨道卫星编队控制性能优于LQR控制，在200 m的编队距离，相对位置控制精度达到毫米量级.

Select VGT空间机械臂地面悬吊系统二自由度控制

2016, 42(6): 14-20. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.06.003

摘要 ( 201 )

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为了在地表环境下对多节双八面体变几何桁架空间机械臂进行空间环境模拟研究，需要把机械臂悬吊起来进行重力补偿.根据机械臂的正向运动学和张力吊挂原理，设计了悬吊系统二自由度控制器.该控制器其中一个自由度由机械臂的正向运动学得出前馈控制信号，另一个自由度根据张力的偏移信号，采用PI控制得出反馈控制信号，结合两个自由度的信号对吊索长度进行收放控制，从而使吊索保持恒定张力.实验表明，该控制器能快速、稳定、可靠地控制机械臂吊索张力，既能补偿前馈控制无法消除的结构误差，又能解决反馈控制响应过慢的问题，控制性能远远优于单自由度控制.

Select 一种微型空间驱动机构设计及力学仿真验证

2016, 42(6): 20. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.06.004

摘要 ( 175 )

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提出一种基于超声电机、谐波减速器及角位置传感器的轻量化微型空间驱动机构方案.该驱动机构有高精度、大扭矩/质量比、结构紧凑、双角度测量备份等优点.对轴承、谐波减速器等关键部件建模方的法进行探讨，并通过对整机的模态分析及振动试验仿真验证设计的合理性.该机构的设计可以被应用于轻型机械臂、太阳帆板驱动机构等空间执行机构.

Select 基于指令力矩螺旋式搜索的SGCMG 奇异规避方法

2016, 42(6): 26. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.06.005

摘要 ( 294 )

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针对航天器的控制力矩陀螺群框架构型奇异以及传统奇异规避方法在规避时存在的框架“锁死”问题，本文提出一种基于指令力矩进行螺旋式搜索的控制力矩陀螺奇异规避方法.该方法在鲁棒奇异逆操纵律和零运动操纵律的基础上，引入随奇异度量值自主调节的旋转角和随时间连续变化的旋转轴，让期望力矩通过搜索寻找出逃离奇异状态的方向，来实现奇异规避.仿真结果表明该方法具有良好的奇异规避特性，并能够克服常规奇异规避方法存在的框架“锁死”情况.

Select 基于增益调度的变速控制力矩陀螺操纵律设计

2016, 42(6): 31. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.06.006

摘要 ( 178 )

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相关文章 | 多维度评价

针对以往变速控制力矩陀螺(VSCMGs)加权操纵律存在增益调度与卫星姿态机动信息脱节的不足，设计一种VSCMGs改进增益调度操纵律.不同于以往VSCMGs加权操纵律仅通过奇异度进行增益调度，改进型操纵律采用奇异度结合误差四元数进行增益调度设计，能够根据卫星姿态机动信息进行增益调度，同时该操纵律通过添加零运动，实现规划CMGs框架角和转子转速收敛在标称值附近，避免转子转速饱和.仿真结果表明改进增益调度操纵律能够实现CMGs模式和RWs模式二者之间平滑切换，有利于实现大力矩输出和精细力矩输出.

Select 人控交会对接摄像机调光算法设计与验证方法研究

2016, 42(6): 37. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.06.007

摘要 ( 199 )

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航天器人控交会对接过程中，空间光照环境极为复杂.摄像机作为最主要的相对测量敏感器，需要设计合理的调光算法以适应各种工况.详细分析了航天器的空间光照环境，针对人控交会对接的场景特点，对基于直方图的自动调光算法提出了改进措施，并提出了全面的地面验证测试方法，证明了改进后的直方图自动调光算法的合理性.

Select 陀螺组件结构动态特性分析和减振设计

2016, 42(6): 42. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.00.008

摘要 ( 158 )

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相关文章 | 多维度评价

针对惯性姿态敏感器陀螺组件结构设计中出现的随机振动响应量级过大的问题进行分析研究.建立了陀螺组件结构的动力学模型，通过安装金属橡胶减振器并在结构中合理布置高阻尼比的阻尼材料综合解决陀螺头部振动响应过大的问题.对结构设计方案进行数值仿真和振动试验，结果表明，金属橡胶减振器和约束阻尼结构的应用能有效降低陀螺头部的高频响应，保证了陀螺仪在发射段环境条件下的可靠性.

Select 航天器热备份控制计算机软故障前向恢复方法

2016, 42(6): 47. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.06.009

摘要 ( 233 )

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相关文章 | 多维度评价

针对航天器热备份控制计算机单机软故障，提出一种前向恢复方法.该方法依据航天器热备份控制计算机系统的先验知识，通过对内存分块管理和重分配，进行数据比对和数据同步，使得软故障情况下系统中各单机自主、稳定地恢复至独立输出完全一致.与传统的恢复方法相比，新方法针对航天器热备份控制计算机系统设置合适的故障识别与定位的方法，且不用增加任何硬件开销.利用返回飞行器GNCC控制计算机对该方法进行了实现，试验结果证明该方法正确可行，为航天器热备份控制计算机的自主恢复技术奠定良好的基础.

Select 面向星下点轨迹自主维持的星载软件算法与实现

2016, 42(6): 52. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.06.010

摘要 ( 195 )

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为实现单星星下点轨迹维持和保持编队卫星间构型关系，提供了星载软件解决方案.给出了卫星漂移模型，并研究了轨控实施策略、轨迹实时匹配等关键技术.依托星务硬件平台，通过软件实现了样本信息处理、控制策略决断、状态自主设置、轨控参数计算等控制过程.以轨道仿真数据为输入，对软件输出与理论结果进行了比较，验证了轨控软件实现的可行性、正确性.自主轨道维持技术将进一步提升卫星的智能化、自动化水平.

Select 军工高安全软件数值型运行时错误分析方法

2016, 42(6): 58.

摘要 ( 169 )

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