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  • 【期刊】 多脉冲异面交会对接转移轨道的优化

    刊名:光学精密工程 作者:刘源 ; 叶潇 ; 郝勇 ; 李玉玲 关键词:交会对接 ; 异面轨道 ; 多脉冲转移 ; 粒子群算法 ; 轨道优化 机构:哈尔滨工程大学 ; 哈尔滨工程大学 ; 自动化学院 年份:2017
    摘要:针对三维空间交会对接中的异面非圆轨道转移规划问题,提出了一种基于粒子群算法(PSO)的多脉冲异面交会对接能量最优的转移轨道优化算法.该算法以二体动力学方程及脉冲变轨理论构造空间多脉冲异面交会对接优化模型;通过引入 Lambert 算法处理终端约束条件,减少未知变量的个数从而简化问题.然后,将追踪飞行器变轨过程中脉冲的作用时刻、方向、大小设计成待优化变量,以交会对接过程中消耗能量、终端约束条件等为目标函数,基于PSO优化了最省燃料转移轨道.在MATLAB中对四脉冲交会对接问题进行了仿真测试,并与相同初始条件下,采用Lambert算法的双脉冲交会对接仿真结果进行了对比.结果显示:在本文所给算例条件下,采用PSO优化的四脉冲交会对接过程所需速度增量为4.4243 km/s,而采用Lambert算法的双脉冲对接过程所需速度增量为11.2691 km/s,前者节省了60%的能量.数据表明,设计方案有效节省了燃料消耗,从而证明了设计方法的有效性.
  • 【期刊】 空间交会对接最终平移段直线制导律研究

    刊名:电子设计工程 作者:李欣 ; 赵海波 ; 马士国 关键词:交会对接 ; 最终平移段 ; 直线制导 ; CW方程 ; 脉冲推力 ; 有限推力 机构:海军研究院空中所 ; 海军研究院空中所 ; 中国人民解放军91445部队 年份:2019
    摘要:针对空间交会对接最终平移段追踪器沿视线作受迫接近运动问题,基于相对运动动力学特性研究V-bar、R-bar直线接近制导方法,设计了采用脉冲式匀速和有限推力式变速直线制导律,获得了燃料最省的制导条件。最后进行了仿真验证与对比分析,仿真结果表明,设计的制导律简单有效,其中V-bar直线制导的脉冲式实现与有限推力式实现燃料消耗相同,但有限推力式转移时间较长;而R-bar直线制导的有限推力式实现与脉冲式实现相比,燃料消耗更多,转移时间也更长。设计的V-bar、R-bar脉冲式和有限推力式直线制导律适合不同推进器配置下的工程应用。
  • 【期刊】 基于感知特性的移动式交会对接训练器研究

    刊名:航天医学与医学工程 作者:陈炜 ; 浣上 ; 邓华 ; 张辉 ; 晁建刚 关键词:交会对接 ; 移动式 ; 训练器 ; 感知特性 机构:中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室 ; 中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室 年份:2018
    摘要:目的为航天员提供一套可随时随地训练的移动式手控交会对接训练器,提高未来空间站任务手控交会对接操作的训练效率。方法以当前桌面式训练器为基础,分析了影响手控交会对接操作的关键感知因素,通过对照实验分别对小型化显示设备和仿真手柄两种模式训练平台的操作效能进行了验证。结果小型化显示设备并不会显著影响操作效能;而仿真手柄模式下受试者的操作效率发生了一定变化,但没有显著影响对接精度。结论在保证一定训练效能的前提下,手控交会对接训练器有希望实现系统结构的小型化,满足航天员移动式训练需求。
  • 【期刊】 支持多种飞船交会对接的数据分级管理方法

    刊名:计算机测量与控制 作者:陆岚 ; 詹盼盼 ; 王红光 ; 孙勇 关键词:交会对接 ; 载人飞船 ; 货运飞船 ; 数据管理 ; 网络 机构:北京空间飞行器总体设计部 ; 北京空间飞行器总体设计部 年份:2018
    摘要:针对目标飞行器与不同飞船组合体交会对接时,作为信息管理主控方,需支持不同类型数据可靠传输、遥测模式迅速切换、多种类复杂数据流复接下行的数据管理难题,提出了一种支持多种飞船交会对接的多网络数据分级管理方法;该方法包含组合体网络拓扑设计、对接总线协议复用、遥测管理实现策略和分级网络管理等方面的内容,结合软硬件设计,从系统层面给出了数据管理解决方案,既能够保证空间实验室、载人飞船、货运飞船独立运行的可靠性和安全性,又可兼顾交会对接组合体数据通信和管理的灵活性和可扩展性;该方法已经在空间实验室数管分系统得到了应用,并通过了空间实验室与载人飞船和货运飞船共4次交会对接组合体的长期飞行实验,充分验证了方法的有效性和可靠性.
  • 【期刊】 航天器交会对接的模型预测与反演制导控制

    刊名:控制与决策 作者:谭天乐 关键词:交会对接 ; 状态转移 ; 模型预测与反演控制 ; 多脉冲制导 ; 离散时间控制系统 ; 航天器 机构:上海航天控制技术研究所 ; 上海航天控制技术研究所 ; 上海市空间智能控制技术重点实验室 年份:2019
    摘要:面向空间交会对接和停靠的任务需求,将航天器相对制导控制系统视为离散时间控制系统.利用系统状态转移模型外推预测相对运动状态偏差,在每个控制周期中推力恒定的假设下,根据轨控作用对系统状态的影响规律,采用广义逆方法反演得到交会对接制导控制序列.对时间约束下的基于空间相对运动状态转移预测与反演的相对制导控制律进行设计,讨论该方法在实际应用中的一些特点.预测与反演制导控制中的控制输出直接表示为轨控加速度,更符合工程实际情况.近圆轨道的交会对接仿真结果表明,所提出的方法能够实现精度更高、更为柔顺平滑的交会对接,在轨控速度增量和推力器输出上也具有更好的工程适用性.
  • 【期刊】 交会对接成像敏感器的光点筛选改进

    刊名:飞行器测控学报 作者:魏高乐 高进 陈朝晖 关键词:交会对接 光点匹配 成像敏感器 模式识别 机构:北京控制工程研究所 ; 北京控制工程研究所 年份:2016
    摘要:首先介绍了交会对接成像敏感器图像光点匹配算法。基于对在轨图像光点动态特性的研究,为解决交会对接过程中目标误识别、误匹配,以及匹配、适配过程严重耗时的缺陷,提出了光点形状筛选和光点大小分组2套匹配改进算法,并设计了基于光点形状大小动态特性改进的光点匹配算法。该方法以交会对接走廊中不同相对距离时目标光斑大小的最大差别为依据,针对每一个光点,仅将光斑大小与其在同一合理范围内的其他光点一起进行目标匹配。实验结果表明,该方法杜绝误匹配等异常错误的同时,极大地提高了运算效率。该方法可以成为在轨交会对接末段制导实时测算的重要保障,目前已在众多航天器在轨交会对接、空间交会逼近试验中使用。
  • 【期刊】 天舟一号完成自主快速交会对接试验

    刊名:紫光阁 关键词:试验项目 ; 对接 ; 自主 ; 载人航天工程 ; 空间站 ; 飞行任务 ; 技术基础 ; 实验室 年份:2017
    摘要:9月12日23时58分,天舟一号货运飞船顺利完成了与天宫二号空间实验室的自主快速交会对接试验。这是我国载人航天工程空间实验室飞行任务圆满成功后组织实施的系列拓展试验项目之一,旨在验证货运飞船的快速交会对接能力,进一步发挥任务的综合效益,为我国空间站工程后续研制建设奠定更加坚实的技术基础。
  • 【期刊】 天舟一号完成自主快速交会对接试验

    刊名:科技传播 作者:新华社 年份:2017
    摘要:9月12日23时58分,天舟一号货运飞船顺利完成了与天宫二号空间实验室的自主快速交会对接试验. 这是我国载人航天工程空间实验室飞行任务圆满成功后组织实施的系列拓展试验项目之一,旨在验证货运飞船的快速交会对接能力,进一步发挥任务的综合效益,为我国空间站工程后续研制建设奠定更加坚实的技术基础.
  • 【期刊】 天舟一号完成自主快速交会对接试验

    摘要:9月12日,天舟一号货运飞船顺利完成了与天宫二号空间实验室的自主快速交会对接试验。这是我国载人航天工程空间实验室飞行任务圆满成功后组织实施的系列拓展试验项目之一,旨在验证货运飞船的快速交会对接能力,进一步发挥任务的综合效益,为我国空间站工程后续研制建设奠定更加坚实的技术基础。天舟一号是我国首艘货运飞船,4月20日从海南文昌发射。天宫二号是我国第一个真正意义上的太空实验室,去年中秋夜升空。9月12日17时24分,地面判发指令,控制天舟一号转入自主快速交会对接模式,分远距离自主导引和近距离自主控制两个阶段实施。在远距离自主导引段,天舟一号自主导引至远距离导引终点;在近距离自主控制段,天舟一号在天宫二号的配合下,利用交会对接相关导航设备,完成与天宫二号交会。之后,天舟一号与天宫二号对接机构接触,完成对接试验,整个过程历时约6.5小时。
  • 【期刊】 采用反馈路径规划的航天器近程安全交会对接

    刊名:控制理论与应用 作者:高登巍 ; 马卫华 ; 袁建平 关键词:交会对接 ; 反馈路径规划 ; 非线性控制 ; SOS凸优化 ; 非线性规划 ; 线性二次型调节器树(LQR-Trees) 机构:西北工业大学航天学院 ; 西北工业大学航天学院 年份:2018
    摘要:航天器近距离交会对接过程中需要满足禁飞区,对接走廊等约束,否则会有航天器相碰或者损毁的风险.本文研究了一种基于线性二次型调节器树(linear quadratic regulator trees, LQR-Trees)反馈路径规划的安全交会对接的路径规划与控制方法.首先采用非线性规划算法(nonlinear programming, NLP)计算开环标称轨迹,并应用局部线性反馈控制算法生成闭环控制律使得系统状态保持在标称轨迹附近;然后采用平方和(sums-of-squares, SOS)凸优化方法,沿着标称轨迹附近计算反向可达集;最后采用相对稀疏的多个稳定域生成轨迹库覆盖大范围的状态空间,扩展稳定区域.本文首次提出采用6维的LQR-Trees算法的安全对接轨迹规划与控制方法,并重新设计了控制饱和约束.仿真结果验证了该算法在交会对接安全轨迹规划与控制中的有效性,通过设计5个稳定域实现了满足对接走廊约束的安全交会对接任务.
  • 【期刊】 采用反馈路径规划的航天器近程安全交会对接

    刊名:控制理论与应用 作者:高登巍 ; 马卫华 ; 袁建平 关键词:交会对接 ; 反馈路径规划 ; 非线性控制 ; SOS凸优化 ; 非线性规划 ; 线性二次型调节器树(LQR–Trees) 机构:西北工业大学航天学院 ; 西北工业大学航天学院 年份:2018
    摘要:航天器近距离交会对接过程中需要满足禁飞区, 对接走廊等约束, 否则会有航天器相碰或者损毁的风险. 本文研究了一种基于线性二次型调节器树(linearquadratic regulatortrees,LQR–Trees)反馈路径规划的安全交会对接的路径规划与控制方法. 首先采用非线性规划算法(nonlinearprogramming,NLP)计算开环标称轨迹,并应用局部线性反馈控制算法生成闭环控制律使得系统状态保持在标称轨迹附近; 然后采用平方和(sums-of-squares,SOS)凸优化方法, 沿着标称轨迹附近计算反向可达集;最后采用相对稀疏的多个稳定域生成轨迹库覆盖大范围的状态空间, 扩展稳定区域. 本文首次提出采用6维的LQR–Trees算法的安全对接轨迹规划与控制方法,并重新设计了控制饱和约束. 仿真结果验证了该算法在交会对接安全轨迹规划与控制中的有效性,通过设计5个稳定域实现了满足对接走廊约束的安全交会对接任务.
  • 【期刊】 交会对接模拟系统姿态位置耦合有限时间控制

    刊名:控制与决策 作者:黄成 ; 王岩 ; 周乃新 关键词:交会对接 ; 姿态位置耦合 ; 有限时间收敛 ; 终端滑模 机构:哈尔滨工业大学控制科学与工程系 ; 哈尔滨工业大学控制科学与工程系 年份:2017
    摘要:针对航天器交会对接模拟系统的姿态同步和位置跟踪控制问题,在存在外界扰动和系统不确定性的情况下,基于改进的快速非奇异终端滑模面和改进的自适应律,采用双闭环控制结构分别设计内环和外环有限时间姿态位置耦合控制器.所提出的自适应律不仅能有效地抑制扰动和不确定性且能保证控制器是连续的.李雅普诺夫理论推导和仿真结果表明,所提出的控制方法能保证系统内环和外环跟踪误差的有限时间稳定性和准确收敛性.
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