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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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面向无拖曳稳态建立的抗扰模型预测控制
2
作者 贺雄峰 卢苇 +3 位作者 许诺 周齐贤 王鹏程 张永合 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第2期551-560,共10页
为提升深空引力波探测任务中检验质量释放阶段的控制器抗干扰性能,提出一种面向检验质量稳态建立的基于扰动观测器(DOB)的渐进管道模型预测控制(MPC)方法。采用DOB提高控制器抗干扰性能,利用虚拟回路技术将DOB的设计问题归结为标准H_(∞... 为提升深空引力波探测任务中检验质量释放阶段的控制器抗干扰性能,提出一种面向检验质量稳态建立的基于扰动观测器(DOB)的渐进管道模型预测控制(MPC)方法。采用DOB提高控制器抗干扰性能,利用虚拟回路技术将DOB的设计问题归结为标准H_(∞)混合灵敏度优化问题,并实现高精度估计。同时,设计渐进管道MPC,利用有效集法求解优化问题,结合DOB的扰动估计值实现强干扰和强执行约束下的高精度检验质量抗扰控制。在航天器-双检验质量全自由度仿真平台上进行仿真验证,在基本噪声及干扰的基础上引入0.1 Hz的正弦干扰和阶跃干扰,结果表明:DOB对扰动实现了准确估计,所提方法能够在干扰下实现对检验质量的高精度控制,同时,对量测噪声起到抑制作用。 展开更多
关键词 深空引力波 模型预测控制 扰动观测器 鲁棒控制 干扰估计
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陨坑视觉导航的位姿估计误差建模
3
作者 黄建斌 何云涛 +2 位作者 王安然 李小路 徐立军 《光学精密工程》 北大核心 2026年第3期403-414,共12页
在月球极区着陆探测任务中,基于陨坑视觉导航估计着陆器位姿可以实现高精度着陆定位。为解决陨坑视觉导航中位姿估计误差传递机理不明确、工程实用化参数缺失等关键问题,开展了陨坑视觉导航的位姿估计误差建模研究。通过提出一种基于加... 在月球极区着陆探测任务中,基于陨坑视觉导航估计着陆器位姿可以实现高精度着陆定位。为解决陨坑视觉导航中位姿估计误差传递机理不明确、工程实用化参数缺失等关键问题,开展了陨坑视觉导航的位姿估计误差建模研究。通过提出一种基于加权最小二乘法的位姿误差模型,以估计多种因素影响下的位姿误差。首先,结合陨坑视觉导航位姿估计原理,完成位姿误差溯源分析与基础建模。其次,以重投影误差最小化为目标,构建位姿误差模型。最后,采用加权最小二乘法,完成位姿误差的定量估计。基于月球极区数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)和数字正射影像(Digital Orthophoto Map,DOM)数据,模拟月球着陆器的陨坑视觉导航,开展基于蒙特卡洛仿真的位姿误差估计实验,研究不同误差源和特征参数对位姿误差的影响。实验结果表明,当像素检测误差为5 pixel、陨坑数量为15时,平移误差估计值小于95 m。本文误差模型可实现多因素影响下位姿误差的定量估计,提出的工程参数方案满足月球极区着陆百米级导航精度要求,为陨坑导航方案设计提供了理论基础。 展开更多
关键词 视觉导航 月球极区着陆 位姿估计 误差模型
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面阵相机视频成像姿态控制技术研究
4
作者 付志明 辛星 +2 位作者 王鹏飞 杨正楠 王瑞瑶 《空间科学与试验学报》 2026年第1期99-105,共7页
针对遥感卫星视频成像过程中,由于星地相对运动造成面阵相机成像质量出现的问题,提出一种具备高精度、高稳定度视频成像波束区域无旋转姿态控制算法。该算法通过坐标转换法,构建波束区域偏航角计算模型,以此实现无旋转姿态控制;采用解析... 针对遥感卫星视频成像过程中,由于星地相对运动造成面阵相机成像质量出现的问题,提出一种具备高精度、高稳定度视频成像波束区域无旋转姿态控制算法。该算法通过坐标转换法,构建波束区域偏航角计算模型,以此实现无旋转姿态控制;采用解析法,建立不规则波束区域在椭球地表的计算模型,为视频成像姿态控制技术提供参考模型;利用前馈补偿法设计姿态控制器,实现了高精度、高稳定度姿态控制。最后经过数值仿真对算法的精度和稳定性进行校验,并对视频成像的精度和稳定度进行分析。结果表明,该算法可以满足视频成像对姿态控制的精度要求。 展开更多
关键词 视频成像 姿态控制 波束区域 面阵相机
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基于深度学习的非合作空间目标姿态估计与泛化跟踪
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作者 张兆祥 张剑桥 +2 位作者 周朔鹏 韩奥佳 许悦雷 《上海航天(中英文)》 2026年第1期102-113,共12页
非合作目标姿态估计是满足航天器空间抓捕、碎片清理及维修等业务需求的重要保障。针对非合作空间目标三维模型未知、光照条件复杂、姿态跟踪易漂移等问题,提出了一种基于深度学习的泛化姿态估计及跟踪方法。首先,采用改进EfficientPos... 非合作目标姿态估计是满足航天器空间抓捕、碎片清理及维修等业务需求的重要保障。针对非合作空间目标三维模型未知、光照条件复杂、姿态跟踪易漂移等问题,提出了一种基于深度学习的泛化姿态估计及跟踪方法。首先,采用改进EfficientPose网络实现初始姿态快速确定,通过引入空洞卷积增强模块提升对空间目标细节特征的捕获能力。其次,利用改进SuperPoint模型从RGBD图像中提取亚像素关键点,并设计了带有三重损失的多通道耦合匹配算法,获得高精度关键点匹配对。最后,提出非迭代误匹配去除算法降低姿态匹配跟踪误差,同时通过批归一化层在线自适应技术提高对未知目标的泛化能力,有效降低跟踪漂移误差。构建了包含9种不同类型非合作目标样本的数据集,在不同光照、图像分辨率等条件下进行算法测试。试验结果表明:改进的初始姿态估计网络在Hubble目标上平均偏差距离(ADD)指标达到91.11%,对比多个现有算法具有更优的估计精度和鲁棒性。 展开更多
关键词 非合作空间目标 深度学习 泛化姿态估计及跟踪 多通道耦合匹配
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基于H_(2)/H_(∞)复合控制的CMG框架伺服系统参数摄动抑制方法 被引量:1
6
作者 曹盛福 余远金 +1 位作者 赵雷 史阳阳 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第1期65-74,共10页
控制力矩陀螺(control moment gyroscope,CMG)框架伺服系统常受到外部扰动力矩和内部参数摄动等多源扰动影响,导致其控制性能降低,本文重点针对参数摄动对框架伺服系统造成的影响,提出了基于H_(2)/H_(∞)复合控制的CMG框架伺服系统扰动... 控制力矩陀螺(control moment gyroscope,CMG)框架伺服系统常受到外部扰动力矩和内部参数摄动等多源扰动影响,导致其控制性能降低,本文重点针对参数摄动对框架伺服系统造成的影响,提出了基于H_(2)/H_(∞)复合控制的CMG框架伺服系统扰动抑制方法.在常规H_(∞)鲁棒控制方法中引入电机参数摄动量,在保证对外部力矩扰动具有鲁棒性的基础上,提升对内部参数摄动影响的抑制能力;结合H_(2)控制策略,提出基于状态反馈H_(2)/H_(∞)复合控制方法,在保证稳态性能的同时进一步提升系统动态响应速度.所提出的复合控制方法能够有效降低多源扰动导致的速度波动,提升系统的动态响应速度. 展开更多
关键词 CMG框架伺服系统 H_(2)/H_(∞)复合控制 参数摄动 多源扰动抑制
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基于压电陶瓷作动的低频隔振器
7
作者 张宇博 王琳涛 +3 位作者 李林 王晓明 徐振邦 陈洋 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第1期25-32,共8页
航天器在轨定位精度容易受到环境低频微振动和有效载荷引起的内部扰动的影响.本研究设计了一种具有高刚度的串联式压电作动隔振器.建立了压电隔振器的动力学模型和多传感器复合反馈控制方法,并比较了反馈控制参数的优劣和抗干扰特性.通... 航天器在轨定位精度容易受到环境低频微振动和有效载荷引起的内部扰动的影响.本研究设计了一种具有高刚度的串联式压电作动隔振器.建立了压电隔振器的动力学模型和多传感器复合反馈控制方法,并比较了反馈控制参数的优劣和抗干扰特性.通过仿真模型验证了基于所提出的压电隔振器的可行性.通过实验验证了上述设计与仿真的准确性.结果表明,所提出的压电隔振器在1~25Hz能提供-15dB以下的基础振动衰减能力,在共振峰处可以衰减-25dB,同时具备高刚度特性.因此,该隔振器能够提供优异的低频隔振性能和惯性稳定性,有效抵抗有效载荷的内部扰动. 展开更多
关键词 压电陶瓷 主动隔振 反馈控制 动力学建模
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面向空间引力波探测检验质量捕获的弹性管模型预测控制
8
作者 贺雄峰 卢苇 +4 位作者 许诺 王鹏程 张永合 崔冰 夏元清 《空间科学学报》 北大核心 2025年第1期189-200,共12页
在空间引力波探测任务中,检验质量稳定捕获是航天器进入超稳飞行状态的关键步骤.该过程存在初始误差大、系统不确定性大、执行约束强等特点.提出了一种基于弹性管模型预测控制的检验质量捕获控制方法,基于滚动优化和弹性管道技术的控制... 在空间引力波探测任务中,检验质量稳定捕获是航天器进入超稳飞行状态的关键步骤.该过程存在初始误差大、系统不确定性大、执行约束强等特点.提出了一种基于弹性管模型预测控制的检验质量捕获控制方法,基于滚动优化和弹性管道技术的控制结构,提高捕获成功率,并且充分补偿卫星对检验质量的耦合干扰;利用小容差有效集法,提高在线计算的求解精度,确保检验质量的高控制精度;同时基于特征工程方法的最小鲁棒正不变集离线修正方法,减少基于Minkowski求和得到的最小鲁棒正不变集顶点数,降低了在线计算复杂度.利用该方法在航天器–双检验质量全自由度仿真平台上进行仿真验证,结果表明控制效果满足检验质量捕获精度要求,控制器具有鲁棒性且有效提高了收敛速度,抑制了平台运动干扰和量测噪声的影响. 展开更多
关键词 无拖曳控制 检验质量捕获 弹性管道模型预测控制 干扰补偿
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一种星载高频转动天线高精度指向控制方法
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作者 张世层 安绍毅 +3 位作者 孙艳红 王平 王立民 张冬 《微波学报》 北大核心 2025年第5期76-83,共8页
低轨卫星具有星地时延低、链路损耗小、系统容量高等特点,是天地一体化网络的重要组成部分。面对低轨卫星对大增益天线的使用需求,以及小波束角天线指向在轨快速对准和稳定跟踪的实现难点,本文首先介绍了坐标系选择、天线指向角定义方法... 低轨卫星具有星地时延低、链路损耗小、系统容量高等特点,是天地一体化网络的重要组成部分。面对低轨卫星对大增益天线的使用需求,以及小波束角天线指向在轨快速对准和稳定跟踪的实现难点,本文首先介绍了坐标系选择、天线指向角定义方法,紧接着介绍了常规脉冲控制策略,最后提出了一种高精度指向的线性控制方法,可支持高增益机械转动天线高精度稳定跟踪,确保星地传输可靠性及高效性。该方法还集成了自主建链、软件限位等功能,可实现天线的健康管理及自主运行。仿真验证结果表明,该算法可实现天线在整个跟踪过程中指向角偏差不大于0.015°,可满足低轨卫星在轨的使用需求,特别适用于自主运行的大规模卫星星座。 展开更多
关键词 天地一体化 反射面天线 健康管理 自主运行 指向控制
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多源扰动下柔性支撑SGCMG伺服系统的预设时间复合控制
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作者 朱成龙 周映江 +2 位作者 鲁明 蒋国平 穆朝絮 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第6期75-85,共11页
单框架控制力矩陀螺(SGCMG)伺服系统控制存在如下问题:1)柔性支撑所引起的不确定挠性和同频干扰;2)针对多源扰动下的不确定非线性系统,在预设时间内,如何实现系统的稳定性和鲁棒性问题.为克服这一难题,研究设计了一种在预设时间下的复... 单框架控制力矩陀螺(SGCMG)伺服系统控制存在如下问题:1)柔性支撑所引起的不确定挠性和同频干扰;2)针对多源扰动下的不确定非线性系统,在预设时间内,如何实现系统的稳定性和鲁棒性问题.为克服这一难题,研究设计了一种在预设时间下的复合控制,该控制由预设时间高频干扰观测器和预设时间终端滑模转速控制器组成,能够观测高频扰动,并在预设时间内使转速达到期望的跟踪性能.与现有的柔性支撑下SGCMG控制方案相比,本文在SGCMG伺服系统中首次引入预设时间控制策略,通过精确设定系统响应时间显著提升了控制精度、响应速度,并有效减少了抖振幅度.该方法增强了系统的稳定性和鲁棒性,为复杂空间环境中的高精度姿态控制提供了全新的解决方案.最后,通过实际仿真实例说明并验证所提方法的有效性. 展开更多
关键词 单框架控制力矩陀螺 柔性支撑 预设时间 干扰观测器 终端滑模
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基于振动传递终端力检测的磁悬浮控制力矩陀螺微振动控制方法
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作者 许庚晨 冯洪伟 +2 位作者 张激扬 王英广 赵同爽 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第2期96-104,共9页
为了实现卫星平台的超静,针对卫星平台上最大的扰振来源,研究磁悬浮控制力矩陀螺的极微振动控制问题.通过对磁悬浮高速转子、径向磁轴承进行建模与分析,设计了基于振动传递终端力检测的磁悬浮控制力矩陀螺(magnetic suspension control ... 为了实现卫星平台的超静,针对卫星平台上最大的扰振来源,研究磁悬浮控制力矩陀螺的极微振动控制问题.通过对磁悬浮高速转子、径向磁轴承进行建模与分析,设计了基于振动传递终端力检测的磁悬浮控制力矩陀螺(magnetic suspension control moment gyro,MSCMG)低扰振控制方法.该方法通过测量高速转子产生的振动力与振动传递终端所受的振动力之间的传递矩阵,根据传递矩阵计算补偿电流以抑制MSCMG的同频振动力.仿真与微振动实验结果表明:在MSCMG低速框架锁定的情况下,提出的补偿控制方法使MSCMG的同频振动力降低了97.5%.该方法有助于实现MSCMG的极微振动控制,并最终实现卫星平台超静. 展开更多
关键词 磁悬浮控制力矩陀螺 振动测量 低扰振控制 同频振动
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深度森林算法在高速飞行器智能控制中的应用研究
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作者 李娜英 岳晓奎 +2 位作者 丁一波 马学宝 程进 《宇航学报》 北大核心 2025年第11期2277-2290,共14页
针对大空域、宽速域吸气式高速飞行器姿态控制问题,提出一种基于深度森林算法的智能控制优化方法。该方法采用鲁棒一致收敛观测器精确估计系统不确定性扰动,并通过动态补偿机制实现扰动抑制;结合预定性能控制与滑模控制算法,设计预定性... 针对大空域、宽速域吸气式高速飞行器姿态控制问题,提出一种基于深度森林算法的智能控制优化方法。该方法采用鲁棒一致收敛观测器精确估计系统不确定性扰动,并通过动态补偿机制实现扰动抑制;结合预定性能控制与滑模控制算法,设计预定性能约束鲁棒控制器。基于深度森林算法构建最优性能指标策略库,支持全工况最优控制参数自主查询。同时,利用NSGA-Ⅲ多目标优化算法结合变异系数法生成覆盖全飞行包线的多模态训练样本,保障数据多样性与包络覆盖性。结合上述控制算法与策略库,设计出具备参数自主决策能力的智能控制器。该控制器通过实时工况触发策略库查询机制,实现最优控制参数实时匹配,在大空域、宽速域飞行中展现出更高的控制精度、更强的鲁棒性及更快的动态响应。数值仿真验证了其在模型参数摄动及复杂气动干扰下的强鲁棒性。 展开更多
关键词 高速飞行器 深度森林 大空域宽速域飞行 预定性能控制 智能控制
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多智能体强化学习赋能空间无人系统:方法、挑战与机遇
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作者 李勐 冯肇晗 +3 位作者 梅云鹏 曹宏杰 张博 王钢 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第4期17-28,共12页
随着航天技术向智能化、集群化发展,空间无人系统在深空探测、对地观测等战略领域展现出巨大潜力,但传统集中式控制范式在应对高动态环境、分布式任务和严格资源约束时面临严峻挑战.多智能体强化学习以其分布式决策架构和协同演化机制,... 随着航天技术向智能化、集群化发展,空间无人系统在深空探测、对地观测等战略领域展现出巨大潜力,但传统集中式控制范式在应对高动态环境、分布式任务和严格资源约束时面临严峻挑战.多智能体强化学习以其分布式决策架构和协同演化机制,为构建自主、弹性的空间智能系统提供了突破性解决方案.本文系统探讨了多智能体强化学习在空间无人系统中的技术赋能路径、方法体系、工程挑战与发展机遇;剖析了卫星集群协同通信和多航天器控制等核心场景的技术瓶颈;总结了空间无人系统在上述核心场景中的研究与应用现状;展望了多智能体强化学习作为新兴智能技术,在动态频谱分配、星载边缘计算和抗扰协同控制等关键方向的应用前景,推动空间系统向“自主决策-弹性抗扰-高效协同”的新范式演进.本文旨在为构建新一代空间智能无人集群提供现有技术梳理与前景展望. 展开更多
关键词 多智能体强化学习 空间无人系统 协同控制 边缘计算 自主决策
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多星接管目标的分布式近似最优姿态跟踪控制
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作者 王孟磊 吴宝林 耿云海 《自动化学报》 北大核心 2025年第11期2441-2453,共13页
在多服务星对失效航天器进行姿态接管控制的在轨服务任务中,考虑惯量矩阵未知和执行机构饱和的情况,基于自适应动态规划(ADP)方法提出一种分布式姿态跟踪接管控制策略.首先,通过对姿态系统的建模分析,设计一种含有力矩饱和约束和期望力... 在多服务星对失效航天器进行姿态接管控制的在轨服务任务中,考虑惯量矩阵未知和执行机构饱和的情况,基于自适应动态规划(ADP)方法提出一种分布式姿态跟踪接管控制策略.首先,通过对姿态系统的建模分析,设计一种含有力矩饱和约束和期望力矩补偿的值函数,在ADP框架下,用一组基函数逼近最优值函数,并得到分布式近似最优姿态跟踪控制策略;然后,为避免使用角加速度信息,分别构建关于惯量参数和权重参数的滤波形式的线性回归模型,根据并行学习方法、参数一致性算法和离线策略轨迹,设计惯量参数自适应辨识律和权重更新律;接着,使用李雅普诺夫方法证明姿态跟踪误差、惯量矩阵辨识误差和权重参数估计误差的一致最终有界;最后,仿真结果验证了分布式姿态跟踪控制方法在力矩饱和约束下对姿态跟踪和惯量矩阵辨识的有效性。 展开更多
关键词 姿态接管控制 姿态跟踪控制 惯量矩阵辨识 控制力矩饱和 自适应动态规划
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约束条件下微小卫星磁力矩器关联分析方法
15
作者 罗怀金 白博 周军 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第5期994-1002,共9页
磁力矩器作为微小卫星姿态控制系统的重要组成部分,肩负着卫星姿态稳定、姿控系统卸载等任务。应用于微小卫星的磁力矩器影响因素较多以及现阶段工程精度的限制,导致实际工程制造的产品难以达到理论上的最优设计结果。通过数据挖掘中关... 磁力矩器作为微小卫星姿态控制系统的重要组成部分,肩负着卫星姿态稳定、姿控系统卸载等任务。应用于微小卫星的磁力矩器影响因素较多以及现阶段工程精度的限制,导致实际工程制造的产品难以达到理论上的最优设计结果。通过数据挖掘中关联规则挖掘的方法,探究不同因素对于产品指标影响程度的大小,进而为实际产品制造给出决策建议。研究单个因素对磁力矩器输出的影响模式,揭示了不同参数对输出磁矩的影响规律;运用机器学习算法中的Apriori算法研究不同因素对最终指标结果的影响程度,对导致指标变化的不同影响因素进行评价;通过仿真实验分析验证了方法的可行性,得到了对产品性能影响最大的因素。从数据出发,抽象出了有利于对后续优化设计进行比较和判断的参考经验,为未来磁力矩器设计与制造提供了新的研究思路与技术支撑。 展开更多
关键词 微小卫星 磁力矩器 APRIORI 关联分析
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基于改进RRT^(*)的RLV在线再入轨迹规划算法 被引量:1
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作者 符歆国 关成启 +1 位作者 杨婷 佘智勇 《飞控与探测》 2025年第1期57-66,共10页
针对多约束条件下可重复使用运载飞行器(Reusable Launch Vehicle,RLV)的再入返回问题提出了一种基于快速探索随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT^(*))算法的轨迹规划方法。在纵向剖面规划中,根据动压、过载、热流率和平衡滑翔... 针对多约束条件下可重复使用运载飞行器(Reusable Launch Vehicle,RLV)的再入返回问题提出了一种基于快速探索随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT^(*))算法的轨迹规划方法。在纵向剖面规划中,根据动压、过载、热流率和平衡滑翔条件约束,在高度速度空间构建多约束飞行走廊。为了获得平滑、可控的纵向参考轨迹,提出了3种代价用以改进现有的RRT^(*)算法,即控制代价、轨迹代价和航程代价。在横向剖面规划中,采用滚转角反转策略保证找到一个可行的反转点,使得横向轨迹到达航向对准圆(Heading Alignment Circle,HAC),实现三维轨迹设计。该算法将多约束条件下的再入轨迹规划问题转化为RRT^(*)算法中的路径代价设置问题,从而大大提高了轨迹规划的速度和可靠性。仿真结果表明,所设计的参考轨迹较为平滑,逻辑简单,易于在工程中实现。 展开更多
关键词 可重复使用运载飞行器 在线再入轨迹规划 改进RRT^(*) 多约束
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应用启迪优化方法的地月平动点轨道转移规划设计 被引量:1
17
作者 何管维 袁浩 +1 位作者 王杰 吴军 《航天控制》 2025年第1期29-38,共10页
针对地月平动点轨道多目标任务转移策略开展了研究,设计了一种基于双脉冲模式的转移策略,使航天器能够在近直线晕轨道和远距离逆行轨道之间进行转移。首先在质心会合坐标系下建立航天器轨道动力学模型;然后,开展转移策略总体设计并分析... 针对地月平动点轨道多目标任务转移策略开展了研究,设计了一种基于双脉冲模式的转移策略,使航天器能够在近直线晕轨道和远距离逆行轨道之间进行转移。首先在质心会合坐标系下建立航天器轨道动力学模型;然后,开展转移策略总体设计并分析涉及的优化变量,确定目标函数和约束条件,将转移策略设计问题转化为轨迹优化问题;进而,验证遗传算法和粒子群优化算法对于该问题的可行性,求解转移轨迹。研究得到了一种应用遗传算法和粒子群优化算法设计平动点轨道转移策略的数值方法,利用该方法设计了近年来重点关注的近直线晕轨道以及远距离逆行轨道之间的转移轨迹。文章提出的优化方法,在无先验信息的情况下能够有效解决轨道转移优化设计问题,并可应用于多类转移方案。 展开更多
关键词 圆型限制性三体问题 轨道转移 遗传算法 粒子群优化算法
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框架式动量交换装置角动量包络分析方法
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作者 王卫杰 汪洲 +1 位作者 庞维坤 杨洋 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第5期1591-1598,共8页
针对单框架控制力矩陀螺(SGCMG)、双框架动量轮(DGMW)、磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)等典型框架式动量交换装置构型角动量包络分析效率问题,提出一种基于框架等效的框架动量轮角动量包络分析方法。比较基于机械实体框架的SGCMG和DGMW与基... 针对单框架控制力矩陀螺(SGCMG)、双框架动量轮(DGMW)、磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)等典型框架式动量交换装置构型角动量包络分析效率问题,提出一种基于框架等效的框架动量轮角动量包络分析方法。比较基于机械实体框架的SGCMG和DGMW与基于磁悬浮微框架的MSCSG角动量交换原理的异同,研究设计SGCMG与MSCSG角动量径/轴向分量间的等效系数,利用双正交SGCMG实体框架构建MSCSG微框架等效模型,对比MSCSG与DGMW遍历法角动量表达式,分析所提方法在DGMW角动量分析的适用性。量化分析所提方法的误差,证明所提方法计算结果相较于传统遍历法角动量绝对误差和角动量方向误差均在千分之一以下。分析2种方法参数维度,证明所提方法的快速性。分别基于传统遍历法和所提方法对MSCSG和DGMW角动量包络进行仿真对比,证明了所提方法的有效性。所提方法在MSCSG群角动量包络分析中具有更广泛的应用。 展开更多
关键词 单框架控制力矩陀螺 双框架动量轮 磁悬浮控制敏感陀螺 角动量包络 误差分析
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基于鲁棒对抗强化学习的航天器智能容错控制
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作者 张秀云 冷嘉俊 +2 位作者 刘文静 刘达 宗群 《宇航学报》 北大核心 2025年第2期244-252,共9页
针对传统航天器智能容错控制训练过程及真实在轨运行过程中的故障干扰等之间存在偏差、泛化性差的问题,提出一种基于鲁棒对抗强化学习的航天器智能容错控制方法。该方法通过引入对抗网络,以最大程度模拟执行器故障对航天器姿态控制系统... 针对传统航天器智能容错控制训练过程及真实在轨运行过程中的故障干扰等之间存在偏差、泛化性差的问题,提出一种基于鲁棒对抗强化学习的航天器智能容错控制方法。该方法通过引入对抗网络,以最大程度模拟执行器故障对航天器姿态控制系统的影响,“利用强大的对手训练出更强大的控制器”,通过对抗网络及控制网络的交替迭代优化训练,生成鲁棒性更强、适应性更高、容错性更好的航天器智能容错控制策略,提高航天器的智能自主运维能力;此外,由于星上可携带资源有限,训练过程中综合考虑航天器姿态控制系统跟踪误差及燃料消耗,在燃料消耗近似最优的前提下保证航天器系统的稳定跟踪控制。仿真结果表明,所提新算法能有效保证故障下航天器系统的稳定。 展开更多
关键词 航天器 执行器故障 容错控制 鲁棒性 鲁棒对抗
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卫星与天线的神经网络去耦合控制
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作者 葛升民 何赟晟 王磊 《自动化技术与应用》 2025年第8期9-13,32,共6页
为了解决具有解耦机构卫星动力学模型中的非线性环节和系统不确定性,将小波神经网络控制应用于去耦合控制。所设计的系统包含两个神经网络,分别是小波神经网络辨识器和多变量神经网络控制器。小波神经网络辨识器和多变量神经网络比例积... 为了解决具有解耦机构卫星动力学模型中的非线性环节和系统不确定性,将小波神经网络控制应用于去耦合控制。所设计的系统包含两个神经网络,分别是小波神经网络辨识器和多变量神经网络控制器。小波神经网络辨识器和多变量神经网络比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器均采用改进反向传播(backpropagation,BP)神经网络训练方法调整网络结构参数,并在原有梯度下降法的基础上增加动量项,并采用自适应调整学习率的方式。采用加入非线性环节和不确定性因素后的系统模型进行仿真分析。仿真结果表明,所提神经网络控制算法在不依赖于模型参数的情况下能够较好地完成对不确知控制对象的自适应控制,保证了解耦机构的主动阻尼作用。 展开更多
关键词 小波神经网络 多变量PID控制器 不确定性 去耦合控制
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