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宇航学报杂志 2005年第03期

Journal of Astronautics

主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国宇航学会
国际刊号:1000-1328
国内刊号:11-2053/V
审稿时间:1-3个月
全年订价:¥ 984.00
创刊:1980
类别:工程科技II
周期:月刊
发行:北京
语言:中文
起订时间:
曾用名:宇航学报
出版社:协会类
邮编:100048
主编:马兴瑞
邮发:2-167
库存:200
主要栏目:
  • 论文
  • 实验研究
  • 研究简报
  • 评述
  • 综述
  • 工艺
  • 动态
  • 运载火箭新型地面测试发控系统构想

    作者:张晨光; 杨华; 杨军 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    为了提高我国地面测试发控系统整体水平,在借鉴和继承国内外成熟型号地面测试发控系统优秀设计思想的基础上,结合现代运载火箭技术需求,通过对总体设计、任务和功能分析、框架组建等方面的分析和论述,提出了新型运载火箭地面测试发控系统方案构想.此方案在总体设计思想、系统框架结构设计、应用模式上提出新的思路,对于适应未来运载火箭发射要求提供了技术途径.

  • RLV再入轨迹机载快速优化

    作者:王明光; 袁建平; 罗建军 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    为了可重复使用飞行器再入轨迹机载快速优化的需求,开发一种再入轨迹快速优化算法.根据RLV再入三维轨迹的特点,引入了新的假设,对RLV再入轨迹状态方程进行简化处理,使优化迭代计算量大大减少,在此基础上,使用乘子法对再入终端约束进行处理,然后用共轭梯度法求解优化再入轨迹,最后以美国航天飞机为例计算再入最优轨迹.结果验证该算法在满足约束条件的情况下,具有很快的收敛速度,在不同初始再入条件和终端约束条件下,计算机时一般小于一分钟.该算法具有很好的工程应用前景.

  • 航天器碰撞分析方法研究

    作者:秋宏兴; 祝转民; 吴连大 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    作为航天器碰撞与规避控制方法研究课题的一部分,为此分别建立了航天器及其它空间目标的轨道确定方法;并在此基础上,提出了可能与航天器碰撞的其它空间编目目标的初选准则和碰撞预报算法.实测数据计算表明,该方法对于航天器轨道设计以及飞行安全性分析等均是实用可行的.

  • 空间机械臂非完整运动规划的遗传算法研究

    作者:戈新生; 陈立群; 吕杰 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    带空间机械臂航天器系统在无外力矩作用时,系统相对于总质心的动量矩守恒而变为非完整系统.由于非完整约束的不可积性,非完整系统的运动规划与控制比一般系统要困难得多.现利用非完整特性研究了自由漂浮空间机械臂的三维姿态运动控制问题.首先导出带空间机械臂的航天器三维姿态运动数学模型,并将系统的控制问题转化为无漂移系统的非完整运动规划问题.在运动规划中,根据最优控制原理和优化理论,提出基于遗传算法的最优运动规划数值算法.通过数值仿真,表明该方法对空间机械臂及航天器三维姿态运动的非完整运动规划是有效的.

  • 基于神经网络的非线性结构有限元模型修正研究

    作者:费庆国; 李爱群; 张令弥 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    现有的动态有限元模型修正方法几乎都是建立在线性假设基础之上,修正中利用固有频率等线性系统特征量.工程中,真实的结构振动系统都是非线性的.虽然在许多情况下,线性化假设获得的结果能够较为准确地反映真实系统的特性.但是,在结构的非线性特征较为明显时,必须考虑非线性因素,这时,现有的模型修正方法将不再适用.现以非线性梁为研究对象,采用基于神经网络的修正方法探索了非线性结构的有限元模型修正问题.仿真研究中利用有限元分析的响应数据训练神经网络.修正结果表明,包括非线性弹簧刚度系数在内的三个设计参数修正后误差均在1%以内.说明基于神经网络的有限元模型修正方法适用于解决非线性结构的有限元模型修正问题.

  • 航天器挠性附件刚柔耦合动力学建模与仿真

    作者:蒋建平; 李东旭 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    大型挠性航天器在进行轨道机动或姿态调整等大范围刚体运动时,将与其挠性附件的变形运动发生强烈的耦合,传统的零次近似动力学模型已不能正确揭示此时系统的动力学行为.现针对带梁式挠性附件的航天器,在计及挠性附件变形位移场耦合作用的基础上,通过Lagrange方程建立了航天器的刚柔耦合一次近似动力学模型,并利用Wilson-θ方法进行了数值仿真.仿真结果说明,在航天器经历大范围刚体运动时,该动力学模型能够正确预示挠性附件的动力学行为;挠性附件的振动频率随着大范围刚体运动速度的增加而增大,出现了动力刚化现象.

  • 挠性航天器振动抑制的自适应方法及实验研究

    作者:王晓磊; 吴宏鑫 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    挠性航天器在平衡位置的小幅度振动对航天器的姿态控制精度具有严重影响,并且难以控制.现介绍了一种带有非线性阻尼器的自适应控制方法.该方法在黄金分割自适应控制方法的基础上,通过引入振动能量阻尼项得到了比较理想的振动抑制效果.该方法能够快速地抑制挠性航天器的低频振动,并且具有很好的过渡过程品质和稳态精度.文章最后通过物理仿真对比实验验证了这种方法的有效性.在相同条件下,其振动抑制的时间较传统方法减少了70%.此外,该控制方法对航天器的挠性振动频率的变化具有很好的适应能力.

  • 测向交叉定位系统中的交会角研究

    作者:修建娟; 何友; 王国宏; 董云龙 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    研究了测向交叉定位系统中的交会角问题,以往许多学者对此问题的研究是在运动目标到基线的距离等于常数的前提下给出的,现不受这个条件约束推导出了定位精度达到最高的测向线交会角大小,得出了满足一定定位精度要求的交会角范围,并给出了整个探测区域内圆概率误差与两个无源观测站方位角以及与交会角之间的关系曲线图,同时给出了整个探测区域内的GDOP分布图.该问题的研究对于实现多站测向交叉定位系统中无源传感器的优化选择和合理布置,提高定位精度具有一定的理论意义和实际意义.

  • 北斗/罗兰C组合导航系统研究

    作者:邓方林; 梁勇 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    为解决我国缺乏拥有自主控制权的无源三维导航定位系统与军用、民用领域迫切需要三维导航定位的矛盾,提出了一种将我国已有的'北斗一号'、'长河二号'和军网等资源进行优化组合,构成我国区域性的自主三维导航定位系统的方案.介绍了组合系统的原理与组成,分析了组合系统定位精度.初步研究和实验表明,该方案有助于缓解我国防建设对三维导航定位的急需,克服(或缩小)'长河二号'在东南沿海地区的定位盲区,消除军事装备使用GPS、GLONASS等外国导航系统的风险.

  • 基于样条模型的多传感器目标跟踪算法研究

    作者:谢美华; 王正明 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    研究武器试验中多传感器目标跟踪的数据融合问题.通过用样条函数表示目标轨迹参数,建立了问题的节省参数模型,并构造了快速的样条递推算法和参数估计算法.采用样条函数这种稀疏表示方法后,新方法能有效地减少待估参数的个数,提高参数估计精度,在减少计算量的同时降低处理系统的存储负担.仿真结果说明新算法能在很短的时间内完成数据融合,且得到的融合结果精度很高.

  • 基于PID控制的主动磁轴承-飞轮转子系统运动稳定性研究

    作者:董淑成; 房建成; 俞文伯 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    磁悬浮支承应用于控制力矩陀螺具有很多优点,但是飞轮转子在高转速下表现出的陀螺效应是影响系统稳定性的主要因素.现研究了由于陀螺效应产生的章动和进动造成系统失稳的根本原因,并对控制系统提出改进方案.为研究方便,提出了相位分析的方法进行PID控制系统分析.研究结果表明,章动失稳的主要原因是系统的相位滞后引起,进动失稳主要因为积分控制项对系统负阻尼作用引起,同时,研究表明积分控制对系统章动稳定性影响很小.

  • 基于主动磁轴承的高速飞轮转子系统的非线性控制研究

    作者:于灵慧; 房建成 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    针对控制力矩陀螺--主动磁轴承飞轮转子系统的强非线性和由陀螺效应产生的进动和章动导致系统的失稳问题,提出了神经网络的控制方案,设计了RBF神经网络控制器,并给出了李亚普诺夫函数的稳定性证明.研究表明,该控制器解决了陀螺效应导致的主动磁轴承-飞轮转子的不稳定性问题,且抑制了噪声对磁轴承稳定性所造成的破坏.最后,数值算例证明了该方法消除噪声的可行性和有效性.

  • 大气层外拦截弹基于方位测量的被动测距

    作者:刘世勇; 吴瑞林; 周伯昭 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    针对测量信息为视线角或视线转率的大气层外拦截弹研究了被动测距问题.依据可观性本质构造了相对距离的可观性指标,推导了可观性指标的解析表达式,在此基础上分析了影响相对距离可观性的因素,并进行了仿真验证.研究表明:接近速度越小,可观性越好;较大的轨控加速度有利于提高可观性;令正负向轨控发动机交替开启,使视线转率在零值附近振荡有利于测距误差收敛,但以视线角为测量信息时,视线转率振荡范围不宜过小.

  • 卫星多敏感器组合姿态确定系统中的信息融合方法研究

    作者:张春青; 李勇; 刘良栋 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    针对卫星陀螺/红外地平仪/太阳敏感器/GPS接收机组合姿态确定系统的特点,提出一种基于联邦卡尔曼滤波算法的信息融合方法,其中信息分配系数通过计算协方差矩阵的迹在线自适应确定.推导了由四元素描述的卫星姿态误差状态方程和各子系统的测量方程.仿真分析结果表明采用该信息融合算法可以提高定姿精度,有效抑制滤波发散,并使整个系统的运算速度和收敛速度都有所提高.

  • 一种新的动基座快速传递对准方案及其仿真研究

    作者:王司; 邓正隆 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    针对捷联惯导系统的动基座初始对准问题,提出了一种新的动基座快速传递对准方案.该方案采用速度+姿态变化量匹配,直接对主、子惯导导航坐标系之间的失准角进行估计,可以使航向失准角快速收敛.通过仿真,研究了注入噪声和测量噪声水平、机动运动强度和幅度、复合机动运动、载机运动方向等六个因素对对准性能的影响.结果表明:其对准性能取决于水平失准角的估计精度和速度;失准角的估计精度和速度与注入噪声水平和测量噪声水平、机动运动的强度和幅度有关;复合机动运动对对准性能有正反两方面的影响.

  • 基于系统误差诊断的多测元融合算法

    作者:冉承其 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    在多测元目标跟踪定位中,结合测元的匹配特性,提出'三选二'原则诊断并估计少数测元上的系统误差,以多测元最小二乘多项式滤波抑制随机误差,从而提高目标定位精确度的数据融合新方法.以三测元为例给出了具体在微分域和积分域进行匹配诊断的步骤.在估计并扣除系统误差之后,进行三通道最小二乘多项式滤波以更有效地抑制随机误差.仿真计算结果表明该方法能够有效地发现和估计系统误差,同时指出在积分域进行匹配诊断和估计的精度要优于微分域匹配诊断.

  • 对数极坐标变换识别算法在成像制导中的应用

    作者:王立; 李言俊; 张科 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    图像匹配是成像制导系统中常用的目标识别算法,但实时目标图与基准目标图存在的尺度差异以及旋转不可避免,这也导致失配率提高.针对这个问题,引入对数极坐标变换运算,根据对数极坐标图像的尺度、旋转不变性提出了新的目标匹配识别算法,一方面保证了在尺度变化及旋转下的高匹配率;另外新算法结合了变换图目标区域的轴向投影统计策略,保证了匹配运算量的降低;文中仿真实例验证了算法的优势与有效性.

  • 一种变化检测的新算法

    作者:李小春; 陈鲸 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    变化检测技术是遥感图像应用变化检测算法,该算法主要由三步组成:差图像的优化获取、变化区域的准确检测、目标阴影的修正.仿真结果表明了本文所提算法对变化目标的检测准确可靠,且对背景有较强的鲁棒性.

  • 基于多描述可分级编码的网络自适应视频传输

    作者:朱红; 吴成柯; 王养利 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    针对Internet视频通信中面临的网络带宽波动和随机丢包问题,结合精细可分级编码(FGS)、多描述编码(MDC)等容错编码方法的优点,提出了一种FGS视频流的多路径鲁棒传输方案.在该方案中,基本层码流在任意时刻都采用重传方式,对于增强层码流的各个比特平面,则根据分支路径带宽的变化自适应地选择重传或MDC方式.该方案的优点是可以同时兼顾视频流的抗丢包能力和对带宽变化的适应能力.实验结果表明,当分支路径的带宽较窄时,采用该方案可以明显提高视频重建质量.

  • 弹道导弹动态全极化一维像仿真研究

    作者:施龙飞; 李盾; 王雪松; 李永祯; 肖顺平 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    研究了弹道导弹动态全极化一维像的仿真方法,可以为雷达目标检测、识别算法的研究提供基础.对弹道导弹的弹道和运动特性进行了建模,通过对弹头缩比模型静态测量数据进行插值,可以获得任意时刻、任意姿态下弹头的全极化一维距离像;比较了典型宽带雷达体制的信号形式,推导了它们之间的仿真参数转换关系.在计算机上进行了仿真实验,对仿真结果的分析表明本文提出的仿真方法是切实可行的.

  • 载人航天器生活舱内湿度场的稳态数值模拟

    作者:黄家荣; 范含林 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    研究载人航天器生活舱内部的湿度情况具有重要意义.由于生活舱设备外形和结构相当复杂,难以建模,因此按照速度梯度、湿度梯度较大的优先原则,合理选择简化舱体结构及舱内设备.采用基于有限元网格的控制容积法对计算区域离散,对离散方程组求解得出水汽质量浓度分布后,结合舱内温度场通过一定的转换关系最终得到了生活舱内部的湿度分布.数值分析结果表明生活舱内处于相对湿度较高的状态下,提示还需进一步采取措施以改善舱内湿度水平.

  • 锥柱型装药固体火箭发动机两相内流场中颗粒运动的数值模拟

    作者:贺征; 郜冶; 顾璇 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    研究锥柱型装药固体火箭发动机(SRM)燃烧室和喷管的内流场具有重要的工程意义.针对某型发动机各工作时间下的不同情况,采用高雷诺数下的k-ε湍流模型和欧拉-拉格朗日两相流模型,用全速度SIMPLE方法对方程组进行求解,并用PSIC气固耦合计算方法,对其内流场进行了三维两相一体化计算.最后给出了流场内部分颗粒运动的轨迹图像及颗粒与壁面碰撞的一般规律.在不同的时间下,不同尺寸的颗粒会撞击壁面不同的位置,但主要集中在壳体与喷管的相接部分和喷管的收敛段.局部的旋涡也会对颗粒的运动以及颗粒的碰撞沉积、聚集等造成较大影响.

  • 基于反馈线性化的动能拦截器姿态控制研究

    作者:王庆超; 李达 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    动能拦截器进入末制导阶段时经常需要进行大角度姿态机动,这时拦截器姿态控制系统具有非线性、强耦合、多输入多数出(MIMO)的特点.现针对动能拦截器模型的非线性和不确定性,提出PID神经网络自适应逆控制方法对拦截器飞行姿态进行控制.首先基于精确反馈线性化方法将系统解耦成三个独立的子系统,然后应用基于PID神经网络的自适应逆控制方法分别设计每个子系统的姿态控制器.该方法将PID神经网络控制与自适应逆控制相结合,对于拦截器姿态控制系统中的建模误差以及外部干扰具有较强的适应能力.仿真结果证明了该方法的有效性.

  • 小行星探测最优两脉冲交会轨道设计与分析

    作者:乔栋; 崔祜涛; 崔平远 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    小行星探测已经成为新世纪深空探测的一个新热点和未来世界航天发展的一个新方向.转移轨道的设计和探测目标可接近性的分析是小行星探测的关键技术之一.现利用了任意两个非共面非共轴椭圆轨道之间的最优两脉冲转移方法,对我国提出的探测Ivar小行星的交会转移轨道进行了设计与分析,给出了全局最优两脉冲交会轨道的设计参数,并利用此方法对近地小行星的可接近性进行了分析和排序,给出了可接近性较好的40颗近地小行星的转移轨道设计参数.这些研究结果对于近地小行星探测任务的目标选择和发射机会的预测都有重要的参考价值.

  • 电容层析成像系统传感器敏感特性分析及比较

    作者:陈德运; 郑贵滨; 于晓洋; 孙立镌 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    电容层析成像传感器的敏感场受多相流介质分布的影响,软场特性给图像重建带来很大困难,为了提高重建图像质量,对敏感场分布进行分析是非常必要的.现以8电极油水两相流电容层析成像系统为研究对象,采用有限元仿真的方法,通过用三角形和四边形两种不同剖分形式对电容敏感场的分析和比较、计算机仿真及实验分析,结果表明利用不等间距的剖分形式可以得到较好的仿真结果,具有较高的精度.

  • 航天器总线管理系统的SOC设计与研究

    作者:张伟功; 段青亚; 王剑峰; 郝跃; 刘曙蓉 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    高速、高可靠、低功耗的智能型串行系统总线是航天器进一步发展必须解决的一个关键问题.以1553B总线控制器为例,采用SOC设计方法,研究了航天器系统总线的设计和实现.首先按照1553B总线标准设计了总线管理SOC的系统结构,然后重点解决了SOC设计中的IP开发应用、可靠性设计、容错机制及低功耗实现等关键技术.采用这些SOC设计方法的1553B总线协议处理器取得了一次流片成功,为今后更高速率的航天器总线管理系统的SOC研究提供了一种思想和方法上的借鉴.

  • 基于Fuzzy ART的航天器状态监测方法及应用研究

    作者:谷吉海; 宋政吉; 姜兴渭 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    为解决信号空间法在航天器状态监测中存在的参数阈值难以设定问题,提出一种基于Fuzzy ART神经网络的状态监测方法.该方法利用Fuzzy ART的聚类特性及网络的自主扩展性,对系统正常状态向量在多维空间进行聚类,并以网络的输出节点编号代表正常状态向量的类别.监测时,网络通过判定输入的状态向量与正常状态向量的匹配度是否满足要求而给出监测结果.该方法克服了信号空间方法各单项参数阈值难以设定问题,并且能有效地消除因噪声干扰产生的虚警.

  • 非线性估计理论的最新进展

    作者:柴霖; 袁建平; 罗建军; 方群; 岳晓奎 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    扩展Kalman滤波(EKF)是应用最广的非线性估计方法,然而它存在实现性差、计算量大、估计精度低等缺陷,这些问题起源于EKF采用了Taylor展开近似.在阐明非线性估计的本质,剖析EKF等传统方法的特点及缺陷的基础上,从非线性估计革新的两条发展思路--非Taylor展开的线性变换及非线性变换出发,分别对插值滤波、Unscented滤波、粒子滤波和神经网络滤波这四种近年来最具特色的新方法进行介绍和评述.通过分析这些方法的工作原理、性能特点、必要性和可行性,将非线性估计最新进展的思想传承、本质内涵、地位与作用予以展现,指出各方法的现存问题、发展潜力和最具可实现性的发展方向.同时强调了各种算法的选取须根据具体应用场合和条件,在主要性能指标之间综合权衡.

  • 磁悬浮飞轮技术及其应用研究

    作者:吴刚; 刘昆; 张育林 期刊:《宇航学报》 2005年第03期

    针对目前卫星上使用的滚珠轴承动量飞轮的不足,概要介绍了磁悬浮飞轮的优点及其分类.首先综述了应用于卫星姿态控制执行机构的磁悬浮飞轮的发展历史与研究现状,重点分析了磁悬浮飞轮的主要关键技术.其次阐述了两轴主动控制型磁悬浮飞轮应用于卫星姿态控制的适应性,较为全面的介绍了我们在磁悬浮飞轮技术研究上的工作与进展.最后展望了磁悬浮飞轮技术未来应用的发展方向,针对我国空间技术发展的实际需求提出了目前应重点研究的方向.

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