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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
徐利民 张涛
该文提出一种基于外扰状态观测器的航天器姿态控制方法。该方法基于航天器姿态控制模型的线性形式,利用双通道控制原理,分别设计镇定补偿器和伺服补偿器解决恒值调节和随动跟踪问题,通过状态反馈实现极点配置,使系统满足给定的动态和静态指标,同时用外扰状态观测器获取干扰量估计并通过补偿通道对干扰进行抑制和消除。仿真结果表明:该系统具有良好的静态和动态特性,同时具有较强的抗干扰能力和一定的工程应用价值。
关键词：
姿态控制 双通道 外扰观测器 内模原理
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
印明威 王贤宇 李京阳 宝音贺西
利用最优控制提高传统卫星的敏捷性收益巨大,但风险并存,为了量化敏捷性的改善程度,评估不同航天器的敏捷性,该文提出了一种评估方法。首先,对航天器传统机动和时间最优机动进行了分析。其次,以姿态机动的时间为中间量,构建了近似角加速度包络和等效敏捷包络。然后,引入了敏捷因子和敏捷性曲线的概念,对姿态机动的敏捷性进行定量评估。最后,给出了仿真算例验证方法的可靠性。仿真结果与前人的研究相印证,准确地预估了航天器的平均机动时间。结果表明:该方法可以定量地评估航天器的敏捷性,广泛适合于有角速度、角加速度等各种约束的情况。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
陈书清 李铁民
利用机器人技术完成航天器部件的装配任务,是中国航天领域的研究重点.仅依靠位置控制完成装配任务时,装配误差的存在会导致航天器部件存在较大的接触力,从而破坏航天器部件的表面质量和表面涂层,进而影响航天器部件的服役寿命.因此,在装配过程中需要使用柔顺控制来调控接触力.目前,在机器人装配中应用的柔顺控制方法需要依据经验设定控制参数,而2个装配体之间的接触力与控制参数密切相关,这会导致接触力不可控.为避免接触力过大,该文提出了一种柔顺控制方法,通过装配过程中的接触力和状态信息,根据不同环境刚度自适应地调整柔顺控制的目标位置和控制参数.为了验证此方法的可行性,该文进行了仿真和实验研究,并与位置控制和经典的导纳控制进行比较,实验结果表明:该文提出的方法具有收敛速度快、残余接触力小、可自动调节控制参数等优势.该方法为航天器部件的机器人自主装配奠定了理论和技术的基础,并有望应用于实际航天器部件装配任务中.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
程国扬 黄宴委
"现代控制理论"是自动化本科和电气工程与控制科学研究生的必修课程,其中一项重要的教学内容是基于观测器的控制器设计,特别是在系统存在未知扰动的情况下,如何实现扰动抑制和无静差输出跟踪,面临不同的方案选择和较复杂的计算。虽然MATLAB软件提供了一些辅助控制器设计的命令,但整个设计过程仍有不少困难,而且耗费时间。该文研发了基于MATLAB的带有友好用户界面的集成工具包,用于支持带观测器的扰动抑制输出跟踪控制器的设计与仿真分析。该MATLAB工具包不但可用于课堂教学演示,也能用于实际工程中的控制系统快速原型制作。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
万春秋 李擎 崔家瑞 杨旭 李希胜
针对飞行器姿态复合控制问题研究中直接力连续化处理导致的与实际工程特性差距较大问题，研究了体现直接力离散特性的控制系统构建方法及控制参数优化设计方法。首先，搭建了体现直接力离散特性的飞行器姿态复合控制系统框架及模型；然后针对复合控制问题的非线性、强耦合、多约束等复杂特性，采用PSO算法对控制律及控制分配参数进行多目标优化设计，构建了飞行器姿态智能控制系统；再通过数字仿真从控制算法、PSO算法参数、飞行器系统参数三个方面对智能控制问题研究方法进行了说明；最后，依托最新科研成果设计开发了飞行器姿态智能控制实验系统，为自动化专业本科生智能控制类课程实践教学及创新型人才培养提供了自主开放的实验研究平台。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王卫杰 张雅声 任元 姚红 刘通
针对航天器轨道动力学课程理论性和应用性强的特点,研究了基于STK的课程仿真实验教学方法。从教学目标和内容体系上分析了航天器轨道动力学课程特点,提出了基于仿真场景课件和仿真实验课程设计的教学改革思路,提炼出航天器轨道机动设计和地面覆盖能力分析两个课程设计题目。并选取经典霍曼转移轨道,基于STK/Astrogator模块给出了轨道机动设计的仿真实例。教学实践表明,该方法有利于学生构建空间逻辑思维、理解复杂理论问题、培育实践应用能力,有效提升了教学效果。
关键词：
航天器轨道动力学 STK 仿真教学
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
侯森浩 唐晓强 孙海宁 崔志伟 王殿君
在航天器分离的地面模拟试验中,其受力状态的准确施加是试验的关键环节。该文基于航天器主动式分离试验方案,研究了航天器在高速分离过程中的绳索索力传递问题。首先通过Newton运动定律推导了绳索提升系统的动力学模型;然后引入测试函数,使用空间离散的方法对二阶偏微分方程求解,得到绳索在运动过程中的受力关系,并探索其对绳索索力的影响因素;最后通过数值仿真及实例进行验证。结果表明:该模型能够准确模拟绳索受力状态,对航天器主动式高速分离试验具有指导性意义。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
董楸煌 陈志伟
为了实现平面工作空间的目标物自动化快速分拣操作，基于平面五连杆机构，设计平面2RR并联机器人系统进行分拣操作.首先，根据系统的自由度和主动关节的设置，确定系统的广义坐标，利用第二类拉格朗日方程和闭链几何约束关系，建立系统的动力学方程.针对分拣操作的高速运动控制要求，并考虑系统动力学方程的非线性、强耦合和不确定干扰等因素，设计了基于干扰观测器的滑模控制方法.最后，通过李雅普诺夫稳定性证明了所设计的控制方法的稳定性，并通过数值仿真验证了该控制方法有较好的控制效果.
关键词：
并联机器人 动力学 滑模控制 干扰观测器
[期刊] 世界经济研究
[作者]
秦臻 倪艳
航空航天器制造业是我国的战略性高技术产业,研究我国航空航天器制造业的国际竞争力是十分重要的。本文使用显示性比较优势指数、市场占有率指数、进出口价格比、劳动生产率、利润指标等分析了中国航空航天器制造业的国际竞争力,指出了我国航空航天器制造业国际竞争力目前的特点及存在的问题,并提出了增强我国航空航天器制造业国际竞争力的对策。
关键词：
航空航天器 制造业 国际竞争力 实证测度
[期刊] 管理评论
[作者]
杨早立 綦萌 黄鲁成 唐中君
新兴产业的发展伴随着不确定性和复杂性,风险贯穿于新兴产业的成长史。针对新兴产业发展过程中无标准参照的风险特性,构建了一个基于逼近理想标准参照值的"垂面"距离风险评估模型;考虑新兴产业成长及风险变化的速度"惯性",提出了一种基于变化速度特征的风险预警模型。以我国航天器制造业2006—2014年期间的数据为样本,对新兴产业的风险评估与预警进行了实证分析,结果表明:此期间,我国航天器制造业的四类风险演变状态呈现多阶段的具有差异性的特点,综合风险演化展现出无序混乱态势。此外,在航天器制造产业的未来发展进程中,其面临的四类风险中成长性风险最为突出,是预警的重点;技术风险和环境风险较为弱化,但仍需要适当监控;市场风险呈现无警信号,表明其市场前景依然乐观。
[期刊] 经济师
[作者]
赵远青
一个国家、一个民族的强盛总是以文化兴盛为支撑，中华民族伟大复兴需要以中华文化发展繁荣为条件。中华优秀传统文化和科技在中国历史上一直相辅相成，相互影响，共同推动着中国社会的发展。航天领域作为科技发展的重要领域，其航天器命名方式不仅是对科技成果的体现，也是对国家中华优秀传统文化的赓续。文章以航天器命名为切入点，探讨了中华优秀传统文化与科技的融合创新发展、文化自信与创新精神、跨界融合与创新应用。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
刘跃 索双富 郭飞 黄民 孙巍伟 谭博韬 黄首清 李芳勇
航天器在发射迅速泄压过程中,多层隔热组件的薄膜受力均匀与否是判断隔热组件是否失效的关键指标之一.在一定压差环境下,若每层隔热薄膜受力不均匀,则某一层薄膜会因承受较大流体压力而失效.该文以多层隔热组件受力均匀性指标展开研究,建立多层隔热组件三维切片模型,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,分析了多层隔热组件在泄压过程中各级薄膜的受力情况;提出了薄膜压差系数,该系数是体现薄膜受力均匀性的关键指标;采用正交实验设计,分析了多项结构参数对薄膜压差系数的影响规律.结果表明:结构参数对薄膜压差系数的影响程度从大到小分别为薄膜孔直径、薄膜层数、错孔距离和薄膜厚度.该文提出了一种计算薄膜压差系数的数学解析方法,通过将该数学解析方法与CFD方法的计算结果进行对比分析,发现该方法更准确.该数学解析方法可用于快速计算多层隔热组件薄膜压差系数,为判断多层隔热组件薄膜在航天器发射过程中的受力均匀性提供依据,对避免多层隔热组件失效具有重要意义.
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
董强 陈强 黄科 邢伟 沈兵
为验证航天器处于低重力环境条件下在目标天体表面着陆起飞的适应能力，三维随动系统采用大范围随动和快速精确跟踪两级联动驱动技术构建了低重力环境，在地面进行航天器的着陆起飞试验。该试验方法克服了试验空间要求大、控制精度要求高等技术指标难点，解决了三维随动系统多自由度联动，大惯量机电设备高速、高精度协同控制等多项关键技术难题。通过并联索系统驱动技术控制快速随动平台运动，完成对航天器试验过程中的大范围随动跟踪；通过快速随动平台装置对航天器施加高精度的吊绳拉力控制，并在水平方向上跟随航天器运动，同时保持吊绳绝对倾角要求；通过提高快速随动平台的水平刚度，从而克服两级联动设备耦合晃动对航天器试验的不利影响。系统成功应用于中国探月工程中嫦娥三号、嫦娥五号和火星探测任务中天问一号航天器在低重力条件下悬停、避障、缓速下降和着陆，以及起飞等一系列地面真实工况验证试验，为航天器的综合性能参数验证与优化提供了关键技术手段。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
季晓蕾 惠淑荣 郭志鹏 张国伟
通过设计广义观测器来实现了一类混沌系统的同步。在参数不确定而且带有噪声的条件下,这种基于广义观测器的自适应同步方法不仅完成了驱动与响应系统的同步,而且使得信息信号被正确地接收。不必计算Lipschitz常数,也不必知道不确定参数的范围界限,但是Lyapunov方法仍然保证了误差系统的全局渐近稳定性。最后,通过对Rucklidge混沌系统的数值仿真验证了该方法的有效性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
卢艳军 吴金宇
为更好地掌握四旋翼飞行器姿态测量和姿态变化的过程,设计了一种基于LabVIEW的姿态测量实验系统。该系统以自主研发的四旋翼飞行器控制系统为实验平台,通过获取飞行器的姿态数据,进行解算和上传到PC机,在LabVIEW中实现四旋翼飞行器姿态数据的存贮、波形显示和飞行器姿态的三维动态图形模拟显示等功能。系统测试精度较高、响应灵敏、操作简单、实用性强,可为学生提供一个良好的姿态测量实验平台。
关键词：
四旋翼飞行器 LabVIEW 姿态测量
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