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宇航学报杂志 宇航学报杂志 宇航学报
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宇航学报杂志 2007年第04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
  • 飞行器结构智能化研究及其发展趋势

    作者:杜善义; 张博明 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    智能化是飞行器结构发展的重要趋势,文中介绍了飞行器结构的智能化需求及其发展状况。阐述了飞行器的典型结构健康监测方法及其技术特征,讨论了飞行器主动变形结构的实现方法与途径,结合国内外研究情况,指出了飞行器结构智能化的可实现前景。

  • 复杂系统仿真概念模型研究进展及方向

    作者:王子才; 王勇 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    介绍了仿真领域里的概念模型的发展过程及研究现状,针对复杂系统仿真提出了复杂系统仿真概念模型,研究了复杂系统仿真概念模型的内涵和评价建模方法优劣的标准,探讨了关于复杂系统仿真概念模型的建模语言、描述方法、建模过程、验证方法和辅助工具五个研究方面的研究方法及方向。

  • 深空探测通信技术发展趋势及思考

    作者:张乃通; 李晖; 张钦宇 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    阐述了深空探测通信的重要地位和意义,就深空探测通信中的主要问题和特点开展论述,分析了深空探测通信的国内外研究现状。提出了利用地球静止轨道卫星编队的方法构建我国自主的天基连续测控和通信系统的构想,并以月球为中继、利用地月系统内的拉格朗日点开展深空探测。建议当前开展深空探测通信中星际互联网络体系结构、高效信道编码技术和空间协议研究的构想。

  • 非线性动力学理论及其在机械系统中应用的若干进展

    作者:陈予恕; 曹登庆; 吴志强 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    非线性动力学的理论及其工程应用是非线性科学研究的前沿和热点,应用非线性动力学的理论揭示事物动态过程现象的本质和机理,进行自主性原始创新,具有十分重大的理论和应用价值,在科学与工程中具有广阔的应用前景。综述非线性动力学基础理论方面的近期研究成果及其在机械系统中应用的研究进展。理论研究方面主要涉及揭示非线性动力系统周期分岔解与系统结构参数之间关系的C—L方法、高余维分岔的普适分类、高余维非对称分岔的普适开折、约束分岔的分类、计算非线性自治系统正规形的直接方法、计算非线性非自治系统正规形的复内积平均法以及高维非线性系统的降维方法等。应用方面主要涉及大型旋转机械非线性转子系统的失稳机理、分岔解与混沌运动、故障诊断及其综合治理技术;冲击振动机械的稳定性、Hopf分岔、亚谐分岔、余维二分岔和混沌运动;大型共振筛的非线性振动及其动力学设计方法等。

  • 空间在轨服务技术发展综述

    作者:崔乃刚; 王平; 郭继峰; 程兴 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    空间技术的飞速发展促使空间在轨服务技术成为了一个新的、独立的研究方向,传统的、以航天飞机为代表的空间在轨服务成为了今后这个方向的发展基础,并在此基础上出现了空间自主在轨服务技术,它以成本低、风险小、隐蔽性高、军事利用价值强等特点,成为了未来空间技术新的研究热点。介绍了空间在轨服务技术的概念、任务和研究现状,分析了其发展趋势和关键技术,并着重分析了空间自主在轨服务中的自主控制技术。

  • 碳/碳材料体积烧蚀实验研究

    作者:白光辉; 孟松鹤; 张博明; 梁军; 杜善义 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    通过实验手段研究了体积烧蚀在材料内部造成的微结构演变情况。给出了材料微结构沿烧蚀轴线方向的分布规律。研究了体积烧蚀对碳/碳材料烧蚀性能的影响。结果表明:服役条件下碳/碳材料发生体积烧蚀会使材料内部的密度、石墨化程度等发生变化,这些微结构变化对材料整体烧蚀性能的影响存在复杂的耦合效应。体积烧蚀对碳/碳材料整体烧蚀性能的影响并不总是消极的,在一定条件下反而有利于材料烧蚀性能的提高。通过本文的研究能够有效的提高碳/碳材料的烧蚀性能理论预测的精度。

  • 金属模板对复合材料层板固化过程中残余应力的影响

    作者:胡照会; 王荣国; 赫晓东; 刘文博 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    采用商业软件对带有铝板的复合材料层板固化全过程残余应力进行数值模拟计算。在固化瞬态温度场模拟中,采用有限差分法考虑固化动力学模型和热一化学模型强耦合的关系。在残余应力数值模拟中,化学收缩引起的应变在每一计算步以初始应变施加在复合材料结构上。基于以上技术,对带有铝合金的复合材料层板的固化全过程残余应力的进行分析,并分析了金属模板在分析中的作用。结果表明:金属模板改变了两种材料残余应力最大值的时刻;由于金属模板约束作用使带有铝板的复合材料层板在固化过程中承受更大的残余应力。

  • 正交各向异性层合圆板的非轴对称弯曲

    作者:周杰; 方勃; 王日新; 黄文虎 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    利用层合板的宏观应力应变关系,从三维板壳理论入手,建立了对称铺设正交各向异性层合圆板在外载荷作用下弯曲问题的微分方程。考虑一个复合材料整星隔振适配器与卫星所组成系统的横向运动等效模型,计算出特殊正交各向异性层合圆环板在集中弯矩作用下的解析解,并与有限元计算结果进行对比,证明了解的正确性。

  • 基于临界平面法的缺口件疲劳寿命预测方法

    作者:张莉; 程靳; 李新刚 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    利用弹塑性有限元分析得到缺口件的应力、应变历史,分别计算任意材料平面上的描述拉伸和剪切疲劳破坏的两种损伤参量,取最大损伤参量所在的平面为临界平面,并利用最大损伤参量预测拉伸和剪切疲劳寿命,取小值为缺口件的疲劳寿命,进而得到一种预测缺口件疲劳寿命的预测方法。用此方法预测了SAE1045钢缺口件的疲劳寿命,并与实验值进行比较,误差分布在2—3倍因子范围之内。

  • 新型三维编织复合材料等网格结构力学性能分析

    作者:孙雨果; 严实; 梁红 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    提出了一种新型三维碳,环氧编织复合材料等网格承力筒结构,旨在满足现代卫星结构趋于大型化和轻质化的须求。在建立有限元模型基础上,对该结构进行静力学性能和模态进行了分析,得到了该结构的固有频率和模态振型;为了解该结构抗屈曲性能,进一步研究了该结构的稳定性,给出屈曲系数和屈曲的极限位置。考虑到该结构工作环境的特殊性,对具有局部毁伤情况下的该结构进行了分析。计算结果表明,提出的新型三维编织复合材料等网格结构具有应力分布均匀,结构稳定,对局部毁伤不敏感等优点,对我国未来卫星承力平台的设计具有一定的参考价值。

  • 一种微型航天器姿态控制系统建模与分析

    作者:姚郁; 谢瑞强 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    从航天器微小型化的角度出发,提出了仅利用两个飞轮进行航天器姿态控制的飞轮配置方案。该方案还可以对高速旋转的飞轮所储存的能量进行管理,不需要磁力矩器等额外的卸载装置,从而简化了飞轮姿态控制系统的结构。详细描述了系统的结构和工作原理,推导了航天器姿态控制系统的非线性动力学模型,分析了影响航天器姿态机动性能的主要因素,并通过仿真验证了这种配置方案的有效性。

  • 基于变结构控制的前向拦截导引方法

    作者:赵振昊; 沈毅; 刘鹤 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    对于来袭的高速大机动弹道导弹特别是洲际弹道导弹,由于其速度很高,应用常规的尾追式或迎击式拦截方式,对拦截弹的速度、机动性、准确性都有更高的要求,所以难度较大,为此产生了一种新型的前向拦截导引方法,设计了一种基于变结构控制的前向拦截导引律,它具有导引精度高、需求过载小等优点,数字仿真验证了所给方法的有效性。

  • 直接力与气动力复合控制系统姿态稳定问题研究

    作者:王宇航; 马克茂 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    大气层内直接力与气动力复合控制导弹具有响应快速、可用过载大等优点,可以拦截高速、高机动性目标。研究制导末端轨控直接力与气动力复合系统姿态稳定问题。首先分析了复合系统的特点和控制问题,建立了控制模型。然后应用扩张状态观测器观测对象模型内扰和外扰的实时作用量,进行反馈补偿,实现了动态线性化。最后设计了非平滑反馈控制律,从而实现了复合系统的姿态控制设计。仿真结果表明,系统具有良好的动态性能和稳态性能,控制器具有很强的鲁棒性。

  • 柔性多体卫星自抗扰控制系统的研究

    作者:李顺利; 李立涛; 杨旭 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    设计了一种新型的姿态控制器一姿态自抗扰控制器。采用简化了的刚体动力学模型,即把柔性太阳帆板与柔性天线等的振动都看作外干扰,对象的不确定性、未建模动态与外干扰的总量都由自抗扰控制器估计出,再用该估计总量实现动态反馈补偿。该姿态控制器,只需控制输入转换矩阵的估计值,无需精确的卫星动力学模型。改变星体转动惯量或设置干扰力矩情况下的数学仿真表明,所设计的自抗扰控制器具有较小的稳态误差、较快的动态响应及对干扰有较强的抑制能力。

  • 再入航天器轨迹机动控制研究

    作者:尹永鑫; 杨明; 王子才 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    为了有效控制再人航天器的轨迹机动运动,提出了一个新的轨迹控制方法,首先建立了轨迹复合控制系统的数学模型,其次针对航天器轨迹控制系统的不确定性,基于变结构控制理论设计了轨迹机动控制律,在分析气动操纵面和侧向推力器输出特性的基础上,设计了推力器的控制方法,以获得与控制律输出量相同的控制效果,最后设计了气动力与侧向推力的复合控制规律。仿真结果表明,该控制方法能够有效地实现再入航天器的精确轨迹机动,且具有较强的鲁棒稳定性。

  • 陀螺加速度计误差模型系数离心机测试方法研究

    作者:乔永辉; 刘雨; 苏宝库; 曾鸣 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    提出了一种在带有反转平台的精密离心机上标定陀螺加速度计误差模型系数的方法。阐述了其测试原理,指出这种带反转平台的测试原理改善了陀螺加速度计离心机测试的环境条件。所提出的测试方案和辨识方法解决了陀螺加速度计在精密离心机上进行高g测试时,受到离心机大臂旋转牵连运动影响的关键问题,并提出分离和精确标定陀螺加速度计误差模型系数的数据处理方法,解决了反转平台引入后造成的正弦输入问题。

  • 适用于大距离拦截问题的零控脱靶量计算方法

    作者:郑立伟; 荆武兴; 张建英 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    对于中制导后具有较长滑行距离的大气层外拦截问题,为了精确确定零控脱靶量,两飞行器间的重力差必须被合理考虑。利用牛顿二项式定理及现代控制理论推导了两飞行器间相对运动状态解析表达式,并利用牛顿迭代法计算零控脱靶量发生时刻,最后得出一种快速而又具有较高精度的预测零控脱靶量改进方法。为验证预测方法的精度,介绍了几种常见的零控脱靶量计算方法并进行了数学仿真,仿真结果表明改进的ZEM预测方法具有明显的应用优势。

  • 伴飞航天器燃料最优交会

    作者:张立佳; 郭继峰; 崔乃刚 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    应用遗传算法针对伴飞航天器由共面椭圆伴飞轨道不同位置出发,与中心航天器进行直接碰撞交会和软交会的燃料最优问题,进行了历遍求解。根据计算结果,应用多元线性回归分析得到了直接碰撞最优交会问题的解析解表达式。直接碰撞最优交会问题的解析解可作为软交会问题的次优解。

  • 控制受限的挠性航天器姿态机动自适应变结构输出反馈控制

    作者:胡庆雷; 马广富; 姜野 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    针对挠性航天器飞轮输出力矩受限情况下的姿态机动问题,提出了一种仅利用输出信息的自适应变结构输出反馈控制方法。在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,给出了滑模存在条件以及自适应变结构输出反馈控制器设计的方法,并采用Lyapunov方法分析了滑动模态的存在性及稳定性。最后,将本文提出的控制方法应用于挠性航天器的姿态机动控制,并与传统的控制方法进行比较。数值仿真研究:在反作用飞轮的控制受限条件下,完成姿态机动的同时,有效地抑制挠性附件的振动;此方法具有设计简单、易于实现和鲁棒性好等特点。

  • 基于非等间距采样输出的旋转矢量姿态算法

    作者:葛文涛; 林玉荣; 付振宪; 邓正隆 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    基于实际系统中陀螺的输出为非等间隔的角增量信号,重点研究了采样时刻的变化对捷联姿态算法的影响,并推导出旋转矢量三子样算法和二子样算法的通用表达式及其误差方程。传统的Miller算法已被证明是本算法的特例。研究发现,算法误差与由采样时刻构成的误差系数阵密切相关,Miller算法中的等间距采样使得该矩阵奇异,而改变采样间距可使其满秩,从而降低算法误差。然而对角增量输出的二子样算法而言,等间隔采样比非等间距采样具有更小的箕法漂移。仿真及试验结果证明了本文的观点。

  • 修正增益卡尔曼滤波算法在被动测距问题中的应用

    作者:浦甲伦; 韦常柱; 荣思远 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    在采用被动导引头的导弹突防过程中,准确并及时地得到自身距离拦截器的距离信息,是制定导弹突防策略的关键。针对采用红外成像装置作为测量手段的飞行体,研究了利用红外成像装置观测空中运动目标所获得的目标视线角信息,采用修正增益卡尔曼滤波算法从目标视线角信息中提取出一定精度的飞行体至目标的距离信息的被动测距问题。文中给出了四种不同计算工况下的仿真结果曲线。仿真算例验证了被动测距方法的有效性,证明了载体进行机动有助于被动测距精度的提高。

  • 基于混合H2H∞的集成故障诊断与容错控制研究

    作者:陈雪芹; 耿云海; 张世杰; 张迎春 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    研究了一类线性不确定系统的集成故障诊断与容错控制。针对执行机构和敏感器故障,考虑故障诊断结果的不确定性与系统参数的不确定性,分别采用H2和H∞范数作为系统故障诊断和容错控制的性能指标,设计输出反馈混合H2/H∞控制律,运用线性矩阵不等式(LMI)方法求解集成故障诊断与容错控制问题。最后,建立卫星闭环姿态控制系统对算法进行了仿真验证,仿真结果验证了方法的有效性。

  • 偏振光/地磁/GPS/SINS组合导航方法

    作者:卢鸿谦; 尹航; 黄显林 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    为了提高微小型飞行器导航系统姿态测量性能,提出偏振光/地磁/GPS,SINS组合导航方法。推导了三维空间中应用偏振光/地磁辅助测姿原理,并证明了系统具有完全能观性,指出了观测结构具有退化现象和退化条件。采用联邦卡尔曼滤波方法实现了组合导航算法,利用Madab仿真方式对单独使用偏振光和同时使用偏振光/地磁辅助的组合导航系统的测姿修正效果和能观度改善效果进行了检验和比较。结果表明偏振光/地磁/GPS/STNS组合对测姿的修正能力优于单独使用偏振光辅助的情况。由此可以得出该方法能够改善导航系统能观性和精度的结论。

  • 基于改进蚁群算法的巡航导弹航迹规划

    作者:李士勇; 杨丹 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    研究了一种基于改进蚁群算法的巡航导弹航迹规划方法,以规划出生存概率更大、飞行距离更短的攻击轨迹,有效提高巡航导弹的作战效能。提出了坐标变换的思想,通过坐标变换将蚁群算法中信息素局部更新策略和全局更新策略协同作用的机制合理地应用到了航迹规划中,通过将信息素全局更新规则中的信息素常量和挥发率进行自适应变化来对算法进行了改进,最后对算法进行了计算机编程仿真实现。仿真结果验证了改进算法能有效避免算法过早陷入局部最优,加快算法的收敛速度,能取得目标函数更优的航迹规划路径。

  • 基于激光实时跟踪测量的航天器编队相对位置测量方法

    作者:陈浩; 谭久彬; 刘俭 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    为了解决编队航天器间相对位置的高精度测量,实现航天器编队自主飞行,提出基于激光实时跟踪测量航天器间相对位置的测量定位方法,建立了航天器间相对位置测量的数学模型。该测量方法在直角坐标系下用Hill方程建立编队航天器相对运动模型,得出航天器相对运动轨迹的解析解,在极坐标系下建立航天器间相对位置的激光跟踪测量模型,将激光跟踪测量系统的测量值转换到直角坐标系,对转换误差进行去偏差补偿,利用卡尔曼滤波方法进行数据处理,以提高航天器间的相对位置测量精度。仿真结果表明,若对于测距精度为5厘米,测角精度为0.1度的激光跟踪测量系统,采用去偏差转换测量卡尔曼滤波方法,航天器空间相对位置精度可达到厘米量级。

  • 任务空间内空间机器人鲁棒智能控制器设计

    作者:丰保民; 马广程; 温奇咏; 王常虹 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    研究了基于神经网络的自由漂浮空间机器人在任务空间内的轨迹跟踪问题。首先利用RBF神经网络来逼近自由漂浮空间机器人高度非线性的动力学模型,然后设计了鲁棒控制器对逼近误差和外部干扰进行抑制。利用Lyapunov直接方法建立的新的神经网络参数和连接权值的在线学习算法,以及利用耗散理论设计的鲁棒控制器保证了系统的稳定性,并能够使系统L2增益小于给定的指标。利用该控制器对平面二连杆空间机器人进行了仿真研究,表明该智能控制方案是有效的。

  • 登月飞行器软着陆的非线性最优控制

    作者:刘兴隆; 段广仁 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    主要考虑登月飞行器软着陆控制的问题。制导律和控制器的设计分两步完成。首先,利用一个微分同胚变换和一个非线性输入补偿,可以将登月飞行器的非线性动态模型转换成一个线性系统。然后利用经典最优控制理论中的由拉方程,标准最优制导律的解析解既可给出。第二步,利用日。控制理论,我们设计了一个最优反馈控制器保证了实际系统可以鲁棒渐进追踪最优标准轨道。最后通过仿真,可以看出飞行器实现了软着陆控制,着月速度小于给定值,说明方法的可行性和有效性。

  • 卫星光通信终端二维转台运动参量对天线指向影响研究

    作者:刘剑峰; 韩琦琦; 于思源; 马晶; 谭立英 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    二维转台与卫星平台间的耦合运动,是影响卫星光通信终端天线指向控制的重要因素。在耦合动力学模型基础上,研究了二维转台不同运动参量对光通信终端天线指向偏差的影响。分析结果表明:在耦合动力学环境下,光束指向偏差随二维转台转动成规律性变化;当方位轴、俯仰轴转角θh、θv分别为(π,0)、(-π,0)时,指向偏差出现最大值;随二维转台转动时间的增加,天线指向偏差略有增加,转动时间由10s增加到1000s时增幅仅为1%。其结果为补偿耦合运动影响,保证天线指向控制精度,提高卫星光通信终端星上应用的稳定性打下基础。

  • 基于蚂蚁算法的星上ATM交换结构

    作者:肖丽萍; 顾学迈; 郭庆; 刘功亮 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    对于卫星ATM交换系统,星上ATM交换结构的设计是一个非常重要的部分。由于卫星通信具有带宽有限、时延受限、信道误码率高等特点,因而设计星上交换结构时必须尽可能降低交换时延,减少内部阻塞。为此,提出一种基于蚂蚁算法的星上ATM交换结构,并对此方案进行了分析和仿真。结果表明,该结构由于采用了蚂蚁算法和阻塞规避方案,有效改善了信元时延和信元丢失率等性能。

  • 基于通道内截断的星载遥感图象精确码率控制方法

    作者:陈浩; 季玲玲; 张晔 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    针对JPEG2000码率控制方法无法使压缩码流长度精确达到预设值,影响星载遥感系统缓存设计和控制、造成无用数据被纠错编码导致传输资源浪费等问题,提出了基于通道内截断的精确码率控制方法,将JPEG2000以通道为最小单位的码率控制延伸到通道内码率控制。先进行码率粗控制,再进行通道内截断,根据编码过程自适应地保留相对重要的通道数据,舍弃不重要的数据,最终实现精确码率控制。仿真结果表明,相对于JPEG2000码率控制的结果与预设码率相差可达上百字节,该方法在有所提高执行速度并保持图象恢复质量的前提下能够精确达到预设的码率,结果与预设码率完全一致。不仅能够解决上述问题,而且为地面接收的同步处理提供了方便。

  • 星间光通信中压电偏转系统控制算法研究

    作者:李祥之; 孙兆伟; 路菲; 吴国强 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    针对星间光通信中压电偏转系统通道间强耦合和系统状态量无法得到的问题,提出了分散式李亚普诺夫自适应控制系统。该系统采用分散式控制技术,引入非线性和参数漂移误差项,使通道间耦合作用动力学模型更加精确,增加自适应反馈和自适应前馈控制项,以提高控制自适应性和跟踪精度,并结合李亚普诺夫稳定性理论确定各自适应参数以保证系统的稳定性。仿真结果表明了该控制器可有效提高跟踪精度,抑制通道间耦合和卫星平台振动,从而证明了本文所提出控制方案的有效性和可靠性。

  • 森林覆盖下人造目标PolInSAR图象的参数反演模型

    作者:邹斌; 蔡红军; 张腊梅; 王国喜 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)不仅可以用于地表参数反演,而且可以用于对森林覆盖下人造H标的参数估计。寻找适当的反演模型,对于有效实现人造目标探测具有重要意义。以L波段PolInSAR图象的应用为背景,针对带有隐藏人造目标的森林区域,推导了一个多层随机体散射模型。该模型在反映森林区域特性的同时,建立了雷达观测数据与目标物理参数之间的联系。文中利用简化的三层PolInSAR模型对带有人造目标的森林区域进行了仿真,然后利用仿真的PolInSAR数据对文中提出的模型进行了验证。参数反演结果表明所提出模型是能够用于正确地提取森林及人造目标的真实参数。

  • X波段异向介质设计及其负折射特性研究

    作者:孟繁义; 吴群; 傅佳辉; 武明峰; 马伟 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    通过对异向介质激发机理的深入分析,最终设计出了一种结构新颖的小单元、宽频带异向介质。其绝对带宽达到2.6GHz,远远优于传统异向介质。文中对这种异向介质的后向波特性和负折射特性进行了数值仿真,结果表明,在异向介质工作频段内观测到明显的后向波效应和负折射效应,从而使该异向介质的存在性得到有力证明。本研究成果为基于异向介质的新型微波、毫米波器件在空间通信技术中的应用奠定了坚实的基础。

  • 星载红外凝视相机信噪比计算分析

    作者:曹移明; 张伟; 丛明煜 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    红外相机信噪比计算是衡量相机能否满足探测要求、评估系统总体指标是否合理的必要环节。从电子数角度出发,引入了计算空间红外凝视相机系统噪声与信噪比的方法,首先建立了完整的噪声计算模型,分析了不同噪声源对探测能力的影响,并比较了电子数法与比探测率法计算信噪比的适用情况。在此基础上分析了点目标探测与面目标探测中影响系统信噪比的主要因素。最后,利用建立的电子数计算模型,分析了美国微型传感器技术集成演示试验(MSTI-3)系统对大气背景的测量能力。

  • 无线传感器网络空中目标跟踪任务分配技术的研究

    作者:刘梅; 李海昊; 沈毅 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    以无线传感器网络对空中飞行目标跟踪为背景,针对无线传感器网络协同技术中的任务分配问题,以降低传感器节点之间的通信能量消耗为目的,提出了一种基于弹性神经网络的任务分配算法。首先对多动态联盟多目标跟踪问题进行建模,然后依据最小能量准则,采用一种非全连接的环形结构的弹性神经网络模型,解决了多目标跟踪时的任务优化分配问题以及多个动态联盟对传感器资源竞争冲突时系统能耗增加的问题。仿真结果表明,该算法与传统的方法相比,大大降低了跟踪系统的能量消耗。

  • 月球探测器自主软着陆中的三维重构技术研究

    作者:介鸣; 尹航; 黄显林 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    为了使月球探测器自主的在月球表面进行软着陆,应对着陆区域的地形进行三维重构的方法,获得着陆区域的地形描述。提出了一种通过运动获得长基线的立体视觉的三维重构方法,针对长基线立体视觉方法所存在的问题,通过设计一系列的算法,完成了图像特征点选取和匹配,估计相机在不同位置的相对旋转和位移;对立体图像对进行校正,获得稠密的视差图;通过视差图进行三维重构,生成着陆区域的DEM。根据月球地形的特点建立了软件仿真平台,并且在仿真平台的基础上对文中的算法进行验证。仿真的结果表明该方法可以有效的应用于月面地形的三维重构。

  • 小型化电子回旋谐振微波离子推进器研究

    作者:张红军; 王萍萍; 邱景辉; 顾学迈 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    常规的电推进技术是针对大卫星应用而研制的,体积大、功耗高,不能满足小卫星飞速发展的实际需要。针对小卫星对电推进器的要求,提出了利用电子回旋谐振微波放电技术,采用微波同轴放电腔体的小型化离子推进器。由于同轴传输线不存在截止波长,放电腔体的直径选择非常灵活,可以适应小卫星的低供电能力和对体积重量的要求。实验样机的直径为50mm,在微波功率为30W,加速电压1.2kV,减速电压0.2kV的条件下,等离子体的电子密度达到了4.6×10^16/m^3,推进器的离子束流也达到6mA。实验样机的体积大大低于常规波导谐振腔微波离子推进器,实现了小型化,基本满足了小卫星对电推进器的体积重量要求。

  • 诊断键合图在液体火箭发动机故障诊断中的应用

    作者:樊久铭; 王秋生; 徐敏强; 邹经湘 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    研究了通过诊断键合图模型建立液体火箭发动机解析冗余关系的故障诊断方法。通过在液体火箭发动机键合图模型中加入观测信号和虚拟传感器的方法,建立其诊断键合图模型,并利用此模型构建了系统的解析冗余关系。提出了根据诊断键合图因果路径并利用解析冗余关系残差趋势分析建立具有残差变化方向故障特征矩阵的方法,使故障特征值能更好地反映故障特征。最后利用仿真数据对诊断结果进行验证和分析,表明该方法建模简单、诊断速度快、准确性高。

  • 用多维模态理论分析航天器贮箱液体有限幅晃动力

    作者:余延生; 马兴瑞; 王本利 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    首次将多维模态理论应用到求解航天工程中常见的圆柱贮箱液体非线性晃动问题中。针对贮箱作水平横向运动,根据Narirrmnov-Moiseev的三阶渐近假设关系,通过选取主导模态以及确定它们的阶次关系,将一般形式的无穷维模态系统降为5维渐近模态系统。在模态系统基础之上,推导出了液体作用于贮箱壁的力的简洁表达式。数值仿真结果表明,相对于线性晃动理论结果,有限幅晃动液体将对贮箱壁产生更大的横向作用力,同时对贮箱底部还作用有明显的纵向力。可将此公式应用于工程实际问题中部分充液贮箱液体有限幅晃动力的估算。

  • 新型整星隔振器隔振性能分析

    作者:陈阳; 方勃; 曲秀全; 王日新; 黄文虎 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    对整星进行振动隔离是降低作用于卫星上振动载荷的有效方法。在不改变火箭及卫星现有结构条件下,设计新型圆盘隔振器来实现整星隔振。通过建立隔振器动力学方程及有限元模型,分析了卫星-圆盘隔振器耦合系统的复模态、振动传递率及不同阻尼对隔振效果的影响。结果表明,在不改变星箭结构条件下,新型圆盘隔振器能有效地隔离振动载荷。

  • 自由-自由结构模态参数提取方法研究

    作者:高维成; 孙毅; 刘伟; 刘庆 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    从约束试验数据提取自由-自由结构模态参数是试验模态分析领域中的一个重要课题。从多自由度系统特征方程出发,阐述了适合于不同约束条件(弹性和刚性)的两类自由-自由结构模态参数提取方法的基本理论,旨在比较它们的可行性及适用范围。以-悬臂梁结构为基本算例对两种算法进行了深入的数值模拟研究,对模拟结果进行了比较分析。结果表明,两类方法在不同的约束条件下各有优点,存在各自的适用范围,是获取大型航空航天结构整体动态特性的有效途径。

  • 对接机构综合试验台运动模拟器建模分析

    作者:田浩; 赵阳; 张大伟 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    空间对接机构六自由度综合试验台,是对接机构研制所必须的地面试验设备之一,用于对接机构空间对接过程的仿真试验,全面考核对接机构的捕获与缓冲校正能力。利用虚功原理建立了对接机构综合试验台运动模拟器的多体动力学模型,该模型全面地表征了六自由度运动模拟器的动力学特性,且具有简单、通用的形式,对六自由度运动平台的液压驱动系统进行了建模,从而建立六自由度运动模拟器系统模型。在建立该模型的基础上,使用Simulink对运动模拟器的位置跟踪特性进行了仿真分析,结果表明所设计的控制系统满足工程试验的需求。

  • 基于模糊推理的基向量曲线求解方法

    作者:张秋华; 韩琦; 孙毅 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    基向量法是求解近圆轨道间固定时间最优交会的一种几何方法。针对基向量法中最优解的基向量曲线的求解问题,提出一种基于模糊推理的求解方法,使得基向量法的整个求解过程可以脱离人工干预完全由计算机完成,从而使基向量法求解的效率有了本质上的提高。通过对四冲量固定时间最优交会问题的求解实例表明该方法的有效性和实用性。

  • 八作动器隔振平台的通道耦合分析及解耦控制

    作者:王晓雷; 杨庆俊; 郑钢铁 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    分析一种对称结构的八作动器隔振平台的通道耦合特性。分析表明由于结构对称,当有效载荷质心位于平台纵轴的延长线上,且有效载荷的惯性主轴与平台对称轴平行时,平台可分解成两个独立的单自由度系统和两个2阶耦合子系统。利用矩阵同时对角化方法对平台的2阶耦合子系统进一步解耦,仿真结果显示解耦控制能够衰减被动隔振的谐振峰,改进平台的隔振性能。

  • 基于周向偏置的高精度动平衡测量方法研究

    作者:赵钧; 齐乃明 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    在不改变动平衡机现有状态的前提下,提出了一种利用周向偏置提高动不平衡的测量精度的方法,并给出了基于立式硬支承动平衡机的理论分析和数据处理方法。通过在立式双面动平衡机上的实验验证,表明这种基于周向偏置的高精度动平衡测量方法是合理和有效的。

  • 气动环境下窗口光传输的分析方法

    作者:范志刚; 裴扬威; 张亚萍; 张郡; 何艳磊 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    在气动环境下入射到导弹红外侧窗的波面会因窗口变形导致出射后的等光程波面偏离了理想波面,波面发生畸变,从而使通过窗口的目标光线产生偏移、模糊等,成像质量下降,影响制导精度。为提高制导精度,通过折射率不均匀分布的光学窗口中光线追迹程序的编制,利用所得到的光程差来构建光波通过窗口后的畸变波前图,进而计算窗口的各项光学评价函数,并与仿真结果比较得出理论方法的可行性与可靠性。

  • 一种新的全天自主星图识别算法

    作者:蒋明; 喻明艳; 王进祥; 李葆华 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    在星图识别领域三角形算法得到了广泛的应用,但是在星对角距很小的情况下,其识别率严重降低。字符匹配算法可以解决这个问题,但是它无法识别由于相机在拍摄瞬问的平移和旋转而产生位移的星图。为了克服这一缺陷,提出了一种有效的星图识别算法,该算法在生成导航星数据库时以一些一定范围内的亮星为中心,把整个天球分为很多个四方形区域,然后根据被拍摄星图的特点从这些四方形区域内选取子区域参与星图识别。仿真结果表明该算法不但继承了字符匹配算法的优点,而且对星图位移有很强的鲁棒性。

  • 压电智能结构传感器/作动器位置优化研究

    作者:王威远; 魏英杰; 王聪; 邓年春; 邹振祝 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    研究压电主动结构振动控制当中传感器/作动器的位置优化问题。从系统的状态空间方程出发,在系统可控性、可观性Grammian矩阵特征值的基础上来描述性能指标,以控制能量最小化和传感能量最大化作为优化目标,利用遗传算法(GE)进行优化计算,计算过程中对传感器/作动器的位置采用二进制编码加以描述。通过对一压电板结构的仿真计算对该方法进行了验证,优化计算结果与枚举法结果完全相符,从而证明了方法的有效性。

  • 用于海洋成像仪的离轴三反主光学系统设计

    作者:郑国宪; 许士文 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    海洋成像仪光学系统要求在宽视场内具有高空间分辨率。该成像仪处于35800km高的静止轨道,在2.46°视场内地面分辨率需要达到250m,光谱覆盖范围为0.4~11.5μm,包括可见光近红外12个通道和远红外两个通道。介绍了满足这些要求的离轴三反射镜主光学系统的设计及结果,像质达到了衍射极限。

  • 一种卫星间跟瞄方向的控制策略与实现

    作者:陶坤宇; 凌志华; 舒锐; 周彦平 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    进行自由空间的光通信或空间对抗,需要在卫星间实现精确的跟踪与瞄准。因为地面测控站的设置非常有限,指令与数据注入的范围受到很多限制,所以要求这种跟瞄在很多时候是无主控制状态下完成的。提出了一种利用在地面测控站的范围内向星上数管中心注入目标卫星、本体卫星的轨道参数,其它时间依靠自主导航飞行和GPS修正的方法,结合本体星的姿态测量、振动测量实现卫星瞄准指向的方位角与俯仰角的精确控制的方法,提高了在地面站无法注入指令与数据时卫星的捕获概率。通过仿真,将计算结果与卫星仿真工具软件STK的数据进行比较,结果一致。最后在嵌入式DSP平台上实现了这一策略。

  • 卫星成本预测的蒙特卡洛优化模型研究

    作者:阎长顺; 李一军 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    传统的卫星成本预测模型预测结果单一,未考虑相应的不确定性因素。对此,提出了基于蒙特卡洛方法的卫星成本预测模型。该模型综合考虑了卫星成本技术的不确定性并给出了预测值的区间范围和概率分布。为了降低应用该模型所产生的误差,提出了最优分层抽样的方法,并通过划分分层区间提高了抽样的效率。最后,将收集到的相关数据代人该模型,其结果精度大约提高了10%左右。可见,使用优化的蒙特卡洛方法进行卫星成本预测具有较好的精确度。

  • 一种星载计算机数据流软故障纠正算法

    作者:李爱国; 洪炳镕; 王司 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    在太空环境中,由于宇宙射线的存在,计算机系统的存储单元经常发生各种瞬态故障。此类故障通常都使用硬件或从系统角度加以解决,但其成本高重量大。针对此种故障类型提出了一种软件实现的数据流故障纠正算法,该算法通过对程序中变量进行简单编码和解码操作后,可对发生在程序数据空间内的单“位”错误进行检测并进而纠正。故障注入的实验结果表明,对于程序数据段错误,该算法可把错误输出从原始程序的27%~49%降低到0.01%~0.02%,同时故障纠正率接近100%;对于程序堆栈段错误,该算法可把错误输出从原始程序的10%~70%降低到1%~3%,故障纠正率也在73%以上。与其它软件实现的软故障检测或纠正算法相比,实验结果表明该算法实现简单,运算量小,具有较高的错误探测与纠正能力。

  • 多臂协调操作自由飞行空间机器人的位置和内力混合控制

    作者:袁景阳; 柳长安; 李瑰贤 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    基于多臂自由飞行空间机器人多臂协调操使负载沿着期望的轨迹运动并且控制负载所受的内力为目的,在多臂自由飞行空间机器人系统协调操作的动力学方程基础上,推导了各个机械臂协调操作负载按期望轨迹运动时各个机械臂关节的驱动力矩的计算方法;给出了作用在负载的内力的定义,根据关节力矩计算方法和PID反馈控制原理,建立了多臂自由飞行空间机器人协调操作负载时的位置和内力的控制算法;讨论了所提出的控制算法的稳定性问题,得到了负载的位置误差和内力误差的约束条件。通过仿真实验证明该控制算法能够使负载的实际位姿和内力收敛到期望的轨迹和内力。

  • 一种基于Markov模型的星载计算机系统可靠性评测的新方式

    作者:仉俊峰; 洪炳镕; 袁成军 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    可靠性在星载计算机系统中具有非常重要的作用。现以Markov链为基础,提出了一种新的估计星载计算机系统可靠性的统计使用检测方法。首先通过对故障的传播进行分析,对检测过程中Markov链上由故障产生的状态转移描述方法进行了改进,将“故障不一定产生失效”的现象用Markov链描述出来。其次,提出了程序执行路径的概率计算方法,并且用该方法对星载计算机可靠性进行了估计。最后通过仿真实验表明了该计算方法的有效性。通过对故障状态转移的分析和路径概率计算方法的提出,使星载计算机系统可靠性评测更能反映实际情况。

  • 单层板超高速撞击声发射波的频谱特征分析

    作者:唐颀; 庞宝君; 韩增尧; 刘武刚 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    空间碎片撞击航天器的威胁对发展在轨感知系统提出需求,为研制基于声发射技术的感知系统,有必要研究超高速撞击产生的声发射信号波形特征。进行了铝弹丸超高速撞击单层板的实验,利用超声传感器采集到声发射波形,并使用小波变换对波形进行频谱分析。结果表明:在1~4km/s的撞击速度范围内,超高速撞击在单层板内引起的声发射波主要是AO模式、S0模式及S2模式的弹性板波;A0模式波形随撞击速度增大而减弱,其余2种模式则随之增强;成坑撞击波形具有较强的A0模式,击穿撞击波形具有较强的S0模式和S2模式。引入超高速撞击过程中的法向冲击作用和径向扩孔作用的概念,分析了上述规律。

  • 含有椭圆孔对称复合材料层板弯曲的应力集中

    作者:曲焱喆; 盖秉政 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    针对含有椭圆孔无限大对称复合材料层板在弯曲载荷作用下的应力集中问题,利用经典的复合材料层板理论,将对称层板弯曲归结为均匀各项异性薄板弯曲问题来求解,采用各向异性薄板弯曲理论中复势方法,以保角映射技术为工具,得到了其解析解。并详细讨论了椭圆孔或圆孔对单层板和对称层板弯曲应力集中的影响,得到了对工程应用有一定价值的结论。

  • 热烈庆祝哈尔滨工业大学航天学院建院二十周年!

    作者: 期刊:《宇航学报》 2007年第04期

    哈尔滨工业大学航天学院是1987年6月,经国家航天工业部批准,将学校的控制工程系、无线电工程系、力学系和飞行器总体研究室合并而成,它是我国第一个以培养高级航天专门人才和从事航天高技术研究为主的学院,也是国际宇航大学在亚洲唯一常设分校的依托单位。

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