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航天器泵驱单相流体回路在轨数据分析及预测
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作者 郭嘉 郑红阳 +3 位作者 王德伟 车邦祥 徐侃 曹剑峰 《航天器工程》 北大核心 2026年第1期98-106,共9页
针对航天器热控单相流体回路直接采集的数据白噪声多、波动严重、难以直接提取有效信息的问题,文章提出赫斯特(Hurst)指数驱动的时序分解-滤波-预测三级在轨数据处理方法。通过Hurst指数量化数据特性,结合时间序列分解分离趋势项、周期... 针对航天器热控单相流体回路直接采集的数据白噪声多、波动严重、难以直接提取有效信息的问题,文章提出赫斯特(Hurst)指数驱动的时序分解-滤波-预测三级在轨数据处理方法。通过Hurst指数量化数据特性,结合时间序列分解分离趋势项、周期项与残差项,并应用傅里叶变换滤除白噪声与离散突变,构建调节分数积分模型进行未来趋势预测。经在轨数据分析,表明:航天器热控在轨数据会因为轨道运动引发的温度变化呈现周期性波动;泵转速呈现强回归性,液位呈现线性泄漏趋势,年泄漏量约0.6 mm;压力与液位显著线性相关。该方法可为航天器热控系统在轨安全运行提供支持。 展开更多
关键词 航天器 在轨数据 泵驱单相流体回路 时间序列分析 傅里叶变换
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星载二维转台目标捕获及跟踪指向控制
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作者 王丽娇 陶佳伟 +1 位作者 王淑一 雷拥军 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2026年第1期145-156,共12页
针对星载二维转台对空间非合作目标的捕获与跟踪控制问题,充分考虑相机成像特性,设计了从目标初始捕获到视觉跟踪的全流程指向控制策略。首先,目标捕获阶段,考虑相机安装误差及多通道视场中心不重合等因素,通过分析相机图像输出与转台... 针对星载二维转台对空间非合作目标的捕获与跟踪控制问题,充分考虑相机成像特性,设计了从目标初始捕获到视觉跟踪的全流程指向控制策略。首先,目标捕获阶段,考虑相机安装误差及多通道视场中心不重合等因素,通过分析相机图像输出与转台姿态的运动学关系,将相机视轴指向误差映射为转台姿态偏移量,实现了相机视轴与转台末端存在不垂直误差情况下的高精度目标姿态计算,解决了传统方法难以获得解析解的问题。其次,视觉跟踪阶段,针对初始阶段的控制平稳性问题,提出一种基于速度约束能力和像移终端偏差实时调节的像平面轨迹规划策略;针对相机多通道切换的平稳性问题,利用切换点焦平面物理位置的一致性,构建了一种统一坐标尺度的焦平面控制方法,并设计了基于像空间轨迹预估的图像反馈控制策略,通过星体/转台姿态和像平面位置测量预估像平面速度,避免了对像平面速度测量的依赖。进一步优化控制器切换逻辑,引入加权遗忘因子建立切换初期的平稳衔接,兼顾动态速度约束指标及平稳性,提升了系统的鲁棒性和动态性能。最后,验证与应用,通过地面物理试验及在轨应用对上述控制方法进行验证。结果表明,该方法可实现对空间目标的高精度捕获及高平稳跟踪。因此,提出的控制方法有效解决了相机成像约束下的星载二维转台全流程指向控制问题,具有工程实用性。 展开更多
关键词 二维转台 非合作目标 捕获与跟踪 全流程 物理试验 在轨应用
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载人月球着陆器人机协同下降避障GNC系统设计
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作者 杨巍 贾飞达 张一 《深空探测学报(中英文)》 北大核心 2026年第1期79-87,共9页
提出了一种“自控为主、人控为辅、人机结合”的载人月球着陆器制导、导航与控制(Guidance,Navigation and Control,GNC)系统人机协同避障控制方案。通过构建避障安全点辅助选取算法、开发手控半自动避障控制模块、设计人控一键式应急... 提出了一种“自控为主、人控为辅、人机结合”的载人月球着陆器制导、导航与控制(Guidance,Navigation and Control,GNC)系统人机协同避障控制方案。通过构建避障安全点辅助选取算法、开发手控半自动避障控制模块、设计人控一键式应急上升方案以及优化人机交互界面,实现了航天员在月面着陆过程中的自主决策支持。研究结果表明,该系统能够有效提升月球着陆过程的可靠性和安全性,满足载人月球探测任务需求。该方案为载人月面着陆下降任务提供了高可靠、高安全的GNC系统解决方案,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 载人月球着陆器 人机协同避障 GNC系统设计
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结合深度强化学习的多弹协同弹道凸优化方法
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作者 李炯 李万礼 +1 位作者 李宁 刘斌 《宇航学报》 北大核心 2026年第1期103-115,共13页
针对当前多拦截弹的协同弹道规划算法精度和效率不高的问题,提出一种结合深度强化学习的多弹协同弹道凸优化方法,该算法能够实现协同弹道的在线优化,并提高协同弹道的优化性能。首先,依据横向距离域的概念,将多拦截弹的运动模型从时间... 针对当前多拦截弹的协同弹道规划算法精度和效率不高的问题,提出一种结合深度强化学习的多弹协同弹道凸优化方法,该算法能够实现协同弹道的在线优化,并提高协同弹道的优化性能。首先,依据横向距离域的概念,将多拦截弹的运动模型从时间域转换至横向距离域,并对运动模型以及约束条件进行凸化和离散化处理,在横向距离域上建立离散后的协同弹道凸优化问题模型;其次,利用深度强化学习算法对协同弹道规划任务进行学习训练,得出高质量的协同弹道初始解,并以此为基础实现对多弹协同弹道凸优化迭代求解。最后,仿真实验表明,所提方法在保证弹道可行性的前提下,提高了算法精度和效率,且具有更强的优化能力。 展开更多
关键词 多拦截弹 协同弹道 横向距离域 深度强化学习 凸优化
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星群内外态势认知与安全控制的体系架构及理论方法
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作者 李文博 刘鹏 +5 位作者 刘萍 刘成瑞 刘文静 马亚杰 薛文超 党庆庆 《自动化学报》 北大核心 2026年第3期363-380,共18页
围绕下一代空间基础设施体系建设的重大战略需求,针对复杂任务下卫星集群的态势认知与安全控制技术展开探讨.首先,分析国内外卫星集群的发展现状与面临挑战,指出当前研究在理论体系完备性、感知信息全面性、评估可信度、决策合理性及执... 围绕下一代空间基础设施体系建设的重大战略需求,针对复杂任务下卫星集群的态势认知与安全控制技术展开探讨.首先,分析国内外卫星集群的发展现状与面临挑战,指出当前研究在理论体系完备性、感知信息全面性、评估可信度、决策合理性及执行精准性等方面存在不足.其次,重点阐述星群OODA体系架构,分别探讨感知、评估、决策与执行各环节的关键技术与研究进展.最后,对星群态势认知与安全控制技术的未来发展进行展望,提出需构建能力量化表征模型,发展多源信息交互与融合的态势全面感知、内外因素耦合影响下的可信评估以及动态场景下的快速合理决策和多目标跨尺度任务的精准执行,以提升星群自主安全运行能力,为下一代空间基础设施建设提供理论和技术基础. 展开更多
关键词 卫星集群 内外态势 感知评估 决策执行 安全控制 体系架构
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基于激光精密测量的非接触式卫星敏捷协同控制技术(内封面文章·特邀)
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作者 温渊 李迎杰 +2 位作者 顾强 方涛 南卓江 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第3期137-146,共10页
为同时实时超精、超稳与超敏捷控制,在非接触式“双超”控制基础上,提出一种基于激光精密测量的非接触式卫星敏捷协同控制方法。首先,基于磁浮作动器与激光位移传感器,构建全正交非接触式两舱姿态动力学模型;其次,提出基于8台高精度激... 为同时实时超精、超稳与超敏捷控制,在非接触式“双超”控制基础上,提出一种基于激光精密测量的非接触式卫星敏捷协同控制方法。首先,基于磁浮作动器与激光位移传感器,构建全正交非接触式两舱姿态动力学模型;其次,提出基于8台高精度激光位移传感器的两舱相对位置与姿态解算模型,实时联合求解计算两舱相对位置与相对姿态,并评估系统冗余度;再次,提出包括两舱姿态机动协同控制及相对位置控制的三环协同控制律,以满足平台与载荷舱的快速协同机动及载荷舱快速稳定控制需求;最后,进行控制算法仿真验证。结果表明:通过基于激光精密测量的非接触式卫星敏捷协同控制算法,可在实现10^(-4)(°)量级的指向精度及10^(-5)(°)/s量级的稳定度控制,可以将传统平台分钟级的机动到位后稳定时间减少至秒级,同时可保证姿态动机与稳定控制过程中的两舱相对位置具有充足的安全距离,可满足高精度、定量化遥感卫星在轨高性能与高效成像控制需求,具有突出的在轨应用价值。 展开更多
关键词 非接触卫星 激光测量 协同控制 敏捷机动
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基于GRU和卷积注意力的改进ACGAN故障诊断方法
7
作者 彭朝琴 李奇聪 +2 位作者 张海尼 吴红 马云鹏 《航空学报》 北大核心 2026年第2期318-332,共15页
由于机电伺服系统(EMA)在实际应用中故障数据样本少,会影响故障诊断方法的分类效果。针对故障数据缺失下机电伺服系统的故障诊断问题,设计了一种基于门控循环单元(GRU)和卷积注意力的改进辅助分类生成对抗网络(ACGAN)故障诊断方法,能够... 由于机电伺服系统(EMA)在实际应用中故障数据样本少,会影响故障诊断方法的分类效果。针对故障数据缺失下机电伺服系统的故障诊断问题,设计了一种基于门控循环单元(GRU)和卷积注意力的改进辅助分类生成对抗网络(ACGAN)故障诊断方法,能够稳定地生成各故障类别高质量数据。首先,在ACGAN中引入Wasserstein距离与梯度惩罚,优化损失函数,提升对抗训练稳定性。其次,在生成器和判别器中加入GRU和卷积注意力模块(CBAM),增强网络对关键特征和时序特征的提取能力,克服了卷积网络在处理时序数据时的局限性,提高了生成样本的质量。最后,通过共享分类器与判别器网络参数,利用平衡数据集微调分类器,进一步提高模型的诊断性能。基于搭建的EMA实验台,得到由大量正常数据与少量故障数据组成的不平衡实验数据集,通过对比和消融实验,验证了所提方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 机电伺服系统 门控循环单元 卷积注意力模块 故障诊断 辅助分类生成对抗网络
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针对机动目标的航天器固定时间协同制导律
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作者 李鹤宇 王建斌 +1 位作者 张锐 宋峰 《控制理论与应用》 北大核心 2026年第2期368-376,共9页
针对三维空间中多航天器协同捕获机动目标问题,提出一种具有终端角度约束和时间一致性约束的固定时间收敛协同制导律.建立三维场景下航天器–目标视线(LOS)坐标系,将加速度分解为沿视线方向和垂直视线方向.采用代数图论和分布式合作协... 针对三维空间中多航天器协同捕获机动目标问题,提出一种具有终端角度约束和时间一致性约束的固定时间收敛协同制导律.建立三维场景下航天器–目标视线(LOS)坐标系,将加速度分解为沿视线方向和垂直视线方向.采用代数图论和分布式合作协议算法对航天器沿视线方向加速度进行设计,实现多个航天器的时间一致性约束.采用滑模控制理论和固定时间收敛理论对垂直视线的两个方向加速度进行设计,实现视线倾角、视线偏角在固定时间内收敛到期望值.针对目标加速度未知的问题,采用固定时间观测器进行估计,并在制导指令中进行补偿.仿真结果表明,所提出的协同制导方法能够在固定时间内实现剩余飞行时间一致和视线角的收敛. 展开更多
关键词 航天控制 协同制导 时间一致性 滑模控制 固定时间收敛
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高速变形飞行器“评价-抗扰”双网络自适应最优姿态控制方法
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作者 鲍存余 李星辰 +3 位作者 徐维乐 王鹏 汤国建 姚雯 《宇航学报》 北大核心 2026年第1期232-244,共13页
针对高速变形飞行器大变形过程中的姿态控制难题,气动载荷变化与变形附加动力学效应引发显著建模动态不确定性,导致控制难度增大。基于自适应动态规划(ADP)理论,提出“评价-抗扰”双网络自适应最优姿态控制方法。该方法将姿态控制模型... 针对高速变形飞行器大变形过程中的姿态控制难题,气动载荷变化与变形附加动力学效应引发显著建模动态不确定性,导致控制难度增大。基于自适应动态规划(ADP)理论,提出“评价-抗扰”双网络自适应最优姿态控制方法。该方法将姿态控制模型的角度与角速度子系统控制量分解为稳态、反馈及补偿三个分量:稳态分量采用反步法求解,反馈分量通过ADP的“策略评估-策略改进”迭代机制优化,补偿分量结合径向基函数(RBF)神经网络实现干扰观测与抑制,形成“评价网-抗扰网”双网络控制架构。基于Lyapunov理论严格证明算法稳定性。仿真验证表明,相较于对比方法,该方法显著提升控制性能,攻角的收敛时间从5.33 s缩短至1.79 s,最大超调量由0.33°降至0.06°,稳态误差趋近于0,且控制输入平稳,无剧烈抖动。引入RBF神经网络干扰观测器后,系统对干扰的抑制能力大幅增强。 展开更多
关键词 高速变形飞行器 姿态控制 双网络 自适应动态规划 神经网络干扰观测器
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有翼飞行器编队协同突防构型和通信拓扑优化设计方法
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作者 徐星光 于江龙 +1 位作者 郭鸿飞 任章 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第2期385-403,共19页
有翼飞行器编队构型和通信拓扑优化在编队协同突防应用场景下有着迫切需求。针对编队构型优化中的参考基准选择和飞行器/拦截力量/战场之间关系的建模问题,提出一种基于突防通道的编队构型优化设计方法。通过通信拓扑优化获得领导者飞... 有翼飞行器编队构型和通信拓扑优化在编队协同突防应用场景下有着迫切需求。针对编队构型优化中的参考基准选择和飞行器/拦截力量/战场之间关系的建模问题,提出一种基于突防通道的编队构型优化设计方法。通过通信拓扑优化获得领导者飞行器角色,先使用各组长的几何中心、后使用领导者飞行器作为编队构型的参考基准,设计时变编队构型的显式表达式,摆脱了对事先获取领导者飞行器先验信息的依赖;建立有翼飞行器突防通道模型,保证有翼飞行器在各战场栅格处的探测、反探测、机动规避能力优势;针对通信拓扑优化需要兼顾信息共享和均衡网络负载的问题,在编队构型约束下构建通信拓扑,提出基于最小生成树和最优刚性图的通信拓扑优化设计方法,给出基于战场威胁态势的拓扑切换策略,实现了编队构型和通信拓扑的优化。以有翼飞行器编队协同突防探测拦截威胁为例,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 有翼飞行器 编队协同突防 编队构型 通信拓扑 优化
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航天器预定时间避碰编队跟踪的CBF控制策略
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作者 任丹梅 周荻 +1 位作者 李昂 史晓宁 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2026年第3期110-119,共10页
为了显著提升航天器编队协同控制的响应速度,满足严格时间窗口的编队任务要求,设计一种新型预定时间保性能控制框架。该框架旨在同时应对编队系统中普遍存在的3个关键问题:航天器感知范围受限、执行机构饱和约束及编队成员间的碰撞规避... 为了显著提升航天器编队协同控制的响应速度,满足严格时间窗口的编队任务要求,设计一种新型预定时间保性能控制框架。该框架旨在同时应对编队系统中普遍存在的3个关键问题:航天器感知范围受限、执行机构饱和约束及编队成员间的碰撞规避。首先,结合误差转换技术与滑模控制方法,构建了控制李雅普诺夫函数条件,不仅能保障系统在预定时间内实现编队目标,同时保证了预设的瞬态响应性能和稳态精度。其次,通过引入高阶控制障碍函数,实现了对相邻航天器间相对距离的精确管控,在维持编队通信拓扑连通性的同时,有效规避了碰撞风险。进一步,采用二次规划方法求解最优控制量,在考虑执行机构饱和约束的前提下,实现了预定时间收敛、拓扑连通保持和碰撞规避的多目标协同优化。最后,通过数值仿真对所提控制框架的有效性进行了系统验证,结果表明,该方案在满足多种约束条件下具有良好的控制性能和可靠性。 展开更多
关键词 航天器编队飞行 预定时间收敛 执行机构饱和 避碰 连通性保持
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考虑空间碎片质量的多碎片主动清理任务规划方法
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作者 郭甲 张海博 +1 位作者 庞兆君 杜忠华 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第1期275-285,共11页
在解决多碎片主动清理问题时,现有基于时间依赖型旅行商问题(TD-TSP)的决策框架仅对空间碎片清理序列和转移时间进行优化,优化效果有限。依据多碎片主动清理任务特点,将空间碎片质量加入决策需考虑的因素,并将空间碎片释放时机引入决策... 在解决多碎片主动清理问题时,现有基于时间依赖型旅行商问题(TD-TSP)的决策框架仅对空间碎片清理序列和转移时间进行优化,优化效果有限。依据多碎片主动清理任务特点,将空间碎片质量加入决策需考虑的因素,并将空间碎片释放时机引入决策框架,从而实现转移次数与平台负载之间的平衡,以此实现更深层次的优化。设计适用于漂移轨道转移方法的聚类算法,用以从大规模碎片池中选出适宜作为任务目标的空间碎片,实现挑选空间碎片和任务方案优化的解耦,降低计算量。参考铱星-33碎片云的轨道信息,设置固定空间碎片质量及模拟现实中空间碎片质量不定的仿真实验。结果表明:聚类算法可以选出轨道相近、利于转移的目标。所提决策框架得到的解相较于传统决策框架得到的解获得了更优的指标,通过分批捕获空间碎片可以进一步降低任务成本。 展开更多
关键词 空间碎片 任务规划 遗传算法 聚类分析 多目标优化
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基于多智能体强化学习的变外形飞行器协同轨迹规划
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作者 杨卓乔 刘向东 +1 位作者 禹春梅 刘海阔 《宇航学报》 北大核心 2026年第1期90-102,共13页
当前针对变外形飞行器的研究主要聚焦于单架变外形飞行器的轨迹规划、威胁区规避及变形决策等方面,而多架变外形飞行器协同轨迹规划的研究相对匮乏。针对再入过程中多架变外形高超声速飞行器的轨迹规划问题,提出一种基于多智能体强化学... 当前针对变外形飞行器的研究主要聚焦于单架变外形飞行器的轨迹规划、威胁区规避及变形决策等方面,而多架变外形飞行器协同轨迹规划的研究相对匮乏。针对再入过程中多架变外形高超声速飞行器的轨迹规划问题,提出一种基于多智能体强化学习的协同轨迹规划方法;同时在多智能体近端策略优化算法(MAPPO)的基础上,引入门控循环单元(GRU)网络和自注意力机制,设计了SAGRU-MAPPO算法,提升了算法对时序信息的记忆能力和高维状态信息的处理能力。通过将轨迹规划指令与变形决策统一设计,实现了多架变外形飞行器面对威胁区时的规避和时间协同。仿真结果表明,所提出的方法能够有效解决变外形高超声速飞行器在再入过程中的轨迹规划问题,为复杂环境下变外形飞行器协同任务提供了新的解决思路。 展开更多
关键词 变外形高超声速飞行器 轨迹规划 威胁区规避 多智能体强化学习
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基于高斯过程与PHD滤波器的空间三维多扩展目标跟踪
14
作者 兰宇 吴健发 魏春岭 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2026年第1期135-144,共10页
在空间预警、规避与非合作目标监视等任务中,为了更准确地获取目标的详细信息,需要同时估计目标的运动状态与形态特征,因此扩展目标跟踪算法的研究至关重要。针对这一需求,提出了一种适用于三维轨道空间的新型扩展目标跟踪算法。首先,... 在空间预警、规避与非合作目标监视等任务中,为了更准确地获取目标的详细信息,需要同时估计目标的运动状态与形态特征,因此扩展目标跟踪算法的研究至关重要。针对这一需求,提出了一种适用于三维轨道空间的新型扩展目标跟踪算法。首先,采用基于高斯过程(GP)的径向函数对三维形状进行非参数化建模,有效地解决了随机矩阵模型难以精确描述复杂形状的问题。然后,研究了基于随机有限集(RFS)理论的概率假设密度(PHD)多目标跟踪滤波器,充分发挥了RFS在无需显式数据关联方面的优势,有效应对了空间高密度杂波环境。最后,提出了一种基于改进欧式距离的动态阈值分区策略,在保证跟踪精度的同时显著提升计算效率。仿真结果表明,相较于基于随机矩阵的扩展目标跟踪算法,提出的GP-PHD滤波器在目标状态估计精度与三维形态描述能力上均显著提升,具体而言,其中形态描述指标IOU提升幅度达64%。该方法有效克服了传统目标跟踪方法在轨道空间中应用的局限性,为空间非合作目标跟踪提供了新的技术手段。 展开更多
关键词 空间多目标跟踪 高斯过程 扩展目标跟踪 PHD滤波器 随机有限集
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考虑避碰与避障的小天体着陆轨迹快速规划方法
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作者 吕畅 梁子璇 +1 位作者 朱圣英 葛丹桐 《深空探测学报(中英文)》 北大核心 2026年第1期27-37,共11页
针对不规则小天体表面着陆轨迹设计问题,提出了一种考虑避碰与避障的轨迹快速规划方法。构建了基于贝塞尔曲线的着陆轨迹解析表征形式,提出了避碰和避障方案:通过设置避碰引导点使着陆器规避小天体本体的大尺度几何遮挡,通过设置避障引... 针对不规则小天体表面着陆轨迹设计问题,提出了一种考虑避碰与避障的轨迹快速规划方法。构建了基于贝塞尔曲线的着陆轨迹解析表征形式,提出了避碰和避障方案:通过设置避碰引导点使着陆器规避小天体本体的大尺度几何遮挡,通过设置避障引导点使着陆器沿着陆平面法向着陆。考虑着陆器与小天体的几何关系、引导点高度的单调性,建立了避碰引导点和避障引导点的参数约束,并以最小燃耗为目标进行参数快速求解。同时,研究了最短着陆时间求解问题,根据推力幅值约束确定着陆时间的选取范围。最后,以小天体433Eros为着陆对象,对所提出的轨迹规划方法进行了仿真。结果表明,该方法生成的轨迹能够满足不规则小天体着陆的避碰、避障、控制推力等约束,适用于不同的初始条件,且具有较高的求解效率。 展开更多
关键词 小天体 着陆轨迹 轨迹规划 障碍规避 贝塞尔曲线
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导航观测驱动的小行星着陆轨迹规划方法
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作者 沈心怡 葛丹桐 +1 位作者 梁子璇 朱圣英 《深空探测学报(中英文)》 北大核心 2026年第1期50-57,共8页
小行星着陆探测任务中,对光学导航特征的观测质量是影响自主导航精度的关键因素之一。为提升小行星着陆自主导航性能,将导航特征观测需求引入小行星着陆轨迹规划过程,提出一种导航观测驱动的小行星着陆轨迹规划方法。通过分析星表导航... 小行星着陆探测任务中,对光学导航特征的观测质量是影响自主导航精度的关键因素之一。为提升小行星着陆自主导航性能,将导航特征观测需求引入小行星着陆轨迹规划过程,提出一种导航观测驱动的小行星着陆轨迹规划方法。通过分析星表导航特征非均匀分布特点,基于导航特征聚类中心设计轨迹控制点,结合贝塞尔曲线实现着陆轨迹再设计,生成满足导航观测需求的二维路径点序列,并在此基础上构造考虑路径点约束的着陆轨迹优化问题,实现导航观测驱动的三维着陆轨迹规划,揭示导航特征分布与观测需求对着陆轨迹的影响。仿真结果表明,所提方法能够灵活调节着陆轨迹,有效提升小行星着陆过程中的导航特征观测质量。 展开更多
关键词 小行星探测 光学导航 轨迹规划 特征观测
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考虑碰撞规避的火星大气制动多约束制导方法
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作者 刘旭 黄翔宇 +1 位作者 赵晓峰 李爽 《宇航学报》 北大核心 2026年第1期193-200,共8页
针对火星大气制动面临的动压和碰撞规避等安全约束,提出了一种多约束制导方法。首先,考虑引力、气动力和太阳光压,建立了火星大气制动的动力学模型,并将制导问题分解为远火点和近火点两部分。其次,以最小化远火点速度脉冲和近火点高度... 针对火星大气制动面临的动压和碰撞规避等安全约束,提出了一种多约束制导方法。首先,考虑引力、气动力和太阳光压,建立了火星大气制动的动力学模型,并将制导问题分解为远火点和近火点两部分。其次,以最小化远火点速度脉冲和近火点高度误差为目标,在碰撞规避约束下构建了远火点速度脉冲优化问题并求解。然后,根据火星大气层内探测器的高度一阶导数近似线性的特点,设计了基于倾侧角转弯的制导律,使近火点高度维持在目标高度以降低动压。最后,通过数学仿真验证了火星大气制动多约束制导方法的安全性。 展开更多
关键词 火星大气制动 多约束制导 碰撞规避 倾侧角转弯
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多滑翔飞行器协同编队再入轨迹快速规划
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作者 南汶江 闫循良 霍清华 《国防科技大学学报》 北大核心 2026年第1期125-138,共14页
针对滑翔中段多飞行器协同编队轨迹规划问题,提出一种基于“协同集结-编队保持”策略的两段式协同编队轨迹规划方法。在协同集结段,设计了基于协调-执行双层架构的轨迹规划方法。其中,协调层包括时空能力边界预示、集结点信息解算与分... 针对滑翔中段多飞行器协同编队轨迹规划问题,提出一种基于“协同集结-编队保持”策略的两段式协同编队轨迹规划方法。在协同集结段,设计了基于协调-执行双层架构的轨迹规划方法。其中,协调层包括时空能力边界预示、集结点信息解算与分配、集结点信息适应性修正三个模块,以在考虑飞行器调控能力情况下快速确定集结点信息;执行层则设计了一种考虑时空全状态约束的轨迹规划方法,以实现多飞行器高精度集结,进而为编队保持提供有利初始态势。在编队保持段,以虚拟高度和航向角为协调信息,设计了基于固定时间一致性的轨迹规划方法,从而实现长航程编队保持。仿真结果表明,所提轨迹规划方法具有良好的高精度协同集结能力、长航程编队保持能力与多任务适应能力。 展开更多
关键词 再入协同编队 协同集结 编队保持 时空全状态约束
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行星大气进入可达域生成与分析
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作者 牛曦昵 龙嘉腾 +1 位作者 徐亮 谢攀 《先进小卫星技术(中英文)》 2026年第1期1-10,共10页
为提高行星大气进入可达域的生成效率,提出了一种基于可达域边界点搜索和可达域边界拟合的生成方法。该方法设计了以高度最优开伞点为极点的球面坐标离散化边界点搜索策略,将给定方向上可达域边界点的求解问题转化为一系列定点大气进入... 为提高行星大气进入可达域的生成效率,提出了一种基于可达域边界点搜索和可达域边界拟合的生成方法。该方法设计了以高度最优开伞点为极点的球面坐标离散化边界点搜索策略,将给定方向上可达域边界点的求解问题转化为一系列定点大气进入轨迹优化与边界插值问题,从而简化轨迹优化的求解过程,提高可达域边界点的求解效率。在搜索得到部分可达域边界点后,将其作为原始数据点,采用B样条曲线对可达域边界进行拟合,快速生成行星大气进入可达域。以火星大气进入为背景进行仿真,结果表明:相较于伪谱法,在同等计算成本下,本方法可获得更精确的可达域;在精度相当的情况下,本方法的生成效率提升约4.6倍。 展开更多
关键词 行星大气进入 可达域 边界点搜索 轨迹优化 B样条曲线
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基于摄动解析解的严格回归轨道面外控制优化方法
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作者 岳杨 刘美师 +4 位作者 杨盛庆 王文妍 杜耀珂 贾艳胜 陈桦 《宇航学报》 北大核心 2026年第1期182-192,共11页
严格回归轨道倾角的长期摄动演化呈多周期耦合频谱特征,而传统的阈值超差触发控制仅基于当前误差进行调整,无法利用倾角的长周期性变化,直接影响控制频次及燃料消耗。针对上述情况,将严格回归轨道面外控制转化为倾角的非线性轨迹优化问... 严格回归轨道倾角的长期摄动演化呈多周期耦合频谱特征,而传统的阈值超差触发控制仅基于当前误差进行调整,无法利用倾角的长周期性变化,直接影响控制频次及燃料消耗。针对上述情况,将严格回归轨道面外控制转化为倾角的非线性轨迹优化问题,采用日月三体摄动和潮汐摄动解析解实现倾角演化的快速、高精度预报,解决传统高阶动力学积分优化控制间隔周期长、计算效率低的问题。此外,通过近极轨太阳同步轨道验证解析解适用性及精度,并分析低倾角倾斜轨道的周期特性。针对时间跨度长、变量维度高、控制脉冲数不固定等问题,采用遗传算法-序列二次规划混合优化策略,设计机动间隔时长最长及燃料最小的目标函数,在滚动时域优化框架下进行周期性求解。仿真结果表明,相比于阈值触发固定控制,所提优化显著降低了控制频次及燃料消耗。 展开更多
关键词 严格回归轨道 倾角预报 长期脉冲优化 滚动时域优化 低倾角轨道
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