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宇航学报杂志 2011年第05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
  • 载人航天器密封舱流动和传热数值模型及其地面验证

    作者:卢威 黄家荣 范宇峰 钟奇 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    为求解载人航天器密封舱内复杂的空气对流、导热和辐射三者耦合的传热问题,本文建立了载人航天器密封舱的流动与传热数值模型,对地面试验状态下密封舱内的空气流动与传热进行了仿真分析,并利用试验结果对数值模型进行了验证。结果表明,建立的数值模型可靠且具有较高精度,仿真结果与地面试验数据吻合性较好,可进一步用于热控系统性能评估、在轨支持和故障处理。

  • 乘波构型的钝化方法及其对性能影响研究

    作者:刘济民 侯志强 宋贵宝 朱旭程 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    前缘钝化是解决乘波构型飞行器气动热问题的有效方法之一。按照乘波构型的设计特点,对已有的两种钝化方法分别进行了改进。采用CFD方法分析了前缘钝化及不同钝化半径对乘波构型性能的影响,得出了乘波构型气动力和气动热性能参数随钝化半径的变化规律。计算结果表明:在相同的钝化半径下,按改进的Tincher方法钝化后的乘波构型与按改进的Takashima方法钝化后的乘波构型相比:升阻比大、总的表面积小、最大热流密度基本一样,非驻点区乘波构型前缘的热流密度峰值较大。因而按改进的Tincher方法钝化后的乘波构型气动性能明显好于按改进的Takashima方法钝化后的乘波构型,而气动热性能则略差于后者。分析表明:钝化后的乘波构型性能不仅与钝化半径有关,而且受钝化方法的影响也很大。在对高超声速乘波飞行器进行布局设计时,应针对乘波构型的设计特点,采用合适的钝化方法,综合考虑钝化方法和钝化半径对气动力和气动热性能的影响效应,寻找最佳的钝化方案。研究结论可为高超声速乘波飞行器的外形设计提供一定的依据。

  • 一种新型软着陆展开锁定机构设计与展开运动学分析

    作者:林轻 聂宏 陈金宝 万峻麟 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    针对传统探测器软着陆展开锁定机构复杂、可靠性不高的缺点,提出一种新型软着陆展开锁定机构。该机构压紧、展开和锁定装置共用一套机构,具有展开过程平稳、机构简单、可靠性高等优点。介绍了该新型软着陆展开锁定机构的展开原理,分析了该机构的奇异性,建立了其运动学方程组,获得了主支柱主要参数运动变化规律。研究结果表明,该新型软着陆展开锁定机构在展开过程中无奇异点,展开过程运动平稳。

  • 基于改进PEA的日地L2平动点编队飞行高精度位置保持

    作者:王峰 陈雪芹 张世杰 曹喜滨 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    针对日地L2平动点相对运动拟线性变参数(QLPV)动力学模型,提出一种改进的多项式特征结构配置(PEA)方法实现日地L2平动点编队飞行高精度相对位置保持。建立日地L2平动点编队飞行相对运动QLPV动力学模型,将基于线性时不变系统(LTI)的PEA方法进行改进,设计参数/状态变化的控制方法来获取闭环系统设计传递函数,与期望传递函数进行类似于线性系统的条件匹配,获得含时变参数和状态的多项式控制器,确保系统在参数和状态变化时能保持控制系统性能不变。在进行多输入多输出(MIMO)系统的算法设计时,将系统期望传递函数设为解耦形式,实现飞行器三轴位置间的解耦控制,以确保系统的控制精度。考虑到拟线性变参数系统与传统线性系统的不同,对拟线性变参数闭环系统的稳定性进行分析。最后进行了相应的数学仿真验证算法的可行性和有效性。

  • 携带晃动燃料柔性航天器姿态机动中的同宿环分叉研究

    作者:岳宝增 祝乐梅 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    本文研究了带液体晃动和柔性附件的耦合航天器系统在液体燃料耗散和柔性附件扭转振动的作用下,经历从最小惯量轴到最大惯量轴姿态机动中的混沌动力学行为。将液体晃动等效为球摆模型并由此建立了带柔性附件充液航天器多体耦合系统动力学模型。首先推导出耦合系统动力学方程并采用Melnikov积分预测受扰系统稳定与不稳定流形是否横截相交,得到了参数形式表达的混沌运动解析判据,这对航天器的设计有重要的指导意义。研究发现,混沌的发生依赖于刚体形状,阻尼比,充液比和扭转振动频率。此外,在经过被动再定向姿态机动后,由于液体晃动的本质非线性特性,充液航天器最终将进行大章动角的周期极限环运动而非绕着最大惯量轴自旋。

  • 扁平型外转子混合磁悬浮飞轮动力学分析

    作者:侯二永 刘昆 单小强 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    针对扁平型外转子磁悬浮飞轮,考虑轴向被动悬浮刚度影响,采用理论模型与数值模拟相结合的方法,对系统静态悬浮和稳定旋转两种工况下的动力学特性进行了研究。结果表明,静态悬浮时,轴向刚度的变化对径向摆动固有频率影响明显,径向刚度的变化主要影响系统径向刚体平动固有频率,振型交换区内系统振型为转子刚体平动与摆动的叠加;稳定旋转时,轴向刚度的变化主要影响低速圆锥涡动频率,径向刚度的变化主要影响圆柱涡动频率。

  • 基于多体仿真模型的运动机构可靠性仿真试验系统研究

    作者:王慧 宋笔锋 喻天翔 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    以蒙特卡罗法为理论核心,利用多体运动学和动力学分析软件——LMS Virtual.Lab作为运动机构可靠性分析平台,通过Visual Basic.NET程序设计语言建立用户界面并实现对LMS Virtual.Lab的调用,以进行运动机构的可靠性仿真试验,采用得到的随机变量数据库和结果数据库对运动机构进行典型失效模式的可靠性分析,从而形成了一套可以实现运动机构的可靠性仿真与分析功能的可靠性仿真试验系统。以对心曲柄滑块机构为例,进行了几何尺寸误差和运动副间隙误差影响下的机构运动精度可靠性分析;以某锁机构为例,研究多失效模式下动力学特性对于机构定位可靠性的影响并进行了灵敏性分析。通过这两个实例验证该可靠性仿真试验系统进行机构可靠性仿真试验和可靠性分析的可行性和有效性。

  • 过渡区侧向喷流干扰的并行DSMC数值模拟研究

    作者:梁杰 阎超 杨彦产 杜波强 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    在高空低密度环境,空间飞行器的控制面效率下降较快,反作用控制系统(RCS)作为改变飞行姿态或轨道的直接力系得到大量应用,为了精确预测高空RCS喷流与稀薄大气的干扰效应,本文建立了直角与表面非结构网格混合结构的DSMC数值算法以及网格自适应算法,保证了碰撞分子是在自适应后的亚网格内选取,提高了计算精度。采用静态随机负载平衡技术构建了并行DSMC代码,计算分析了不同压比条件下的三维平板模型侧向喷流与稀薄大气的干扰流场。计算的复杂流场结构和表面流动特征、分离长度与低密度风洞试验有较好的一致性。在保持来流参数不变的情况下,喷流干扰区的分离长度及喷流透射高度随着喷流压比的增大而增大。随着来流稀薄度的增加,来流对喷流的影响越来越弱,而喷流自身的影响区域却越来越大。

  • 基于广义Stewart平台的精密跟瞄机构动态各向同性优化设计

    作者:佟志忠 姜洪洲 何景峰 段广仁 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    设计一个各向同性、高精度、满足给定负载特性的Stewart并联机构,满足精密跟瞄机构的精密指向、振动隔离及抑制性能仍然是比较困难的,而且各向同性标准Stewart并联机构对负载的约束条件极为苛刻。为解决这一问题,提出具有容错特性的一类广义Stewart并联机构,定义动态各向同性概念及指标,考虑负载质量几何特性,推导了动态各向同性描述及条件的解析数学形式。将局部动态各向同性与全域工作空间灵活性好、满足运动能力和无构件干涉等目标相综合,建立了精密跟瞄广义Stewart并联机构的优化设计方法。结果表明广义Stewart并联机构能够放松各向同性时对负载的条件约束,设计方法优化并具有工程应用价值。

  • 对接机构的涡流阻尼器阻尼力矩的有限元仿真和试验分析(英文)

    作者:罗玲 杨菲菲 王燕芳 刘景林 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    涡流阻尼器可以很好吸收航天器交会对接时产生的碰撞能量,其阻尼力矩直接关系其对碰撞能量的吸收,但没有通用的阻尼力矩计算公式。通过对研发的对接机构用涡流阻尼器样机的有限元仿真和实验,分析其阻尼力矩。介绍了对接机构的涡流阻尼器样机的结构、2D和3D电磁场有限元仿真模型和阻尼力矩测试系统,分析了涡流阻尼器的磁极对数、转子材料导电率、转子长度、转子厚度、转子平均直径对阻尼力矩的影响,给出了阻尼力矩的计算公式。计算结果表明,对铝合金转子涡流阻尼器样机,阻尼力矩的计算值与实测值误差小,对铜合金转子涡流阻尼器样机,阻尼力矩的计算值与实测值误差较大。分析结果有助于对接机构用涡流阻尼器的研制。

  • 基于红外/毫米波复合制导律设计

    作者:杨宇彬 汤国建 郭建国 包为民 周军 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    基于红外/毫米波复合导引系统,针对空地导弹攻击地面目标问题,提出了一种新的具有强鲁棒性的非线性末制导律。基于弹目相对运动学的非线性关系,以相对距离作为状态,同时将目标机动作为系统有界扰动,建立了弹目相对运动的数学模型。基于红外和毫米波复合导引系统获得的测量信息,采用滑动模态控制方法,以优化制导精度为目标,设计了一种自适应非线性变结构控制律。该方法利用Lyapunov稳定理论严格证明了制导闭环系统的全局渐近稳定性。数字仿真表明,这种制导律对地面运动目标具有很强的鲁棒性和适应性,并能获得良好的制导精度。

  • 再入机动飞行器自适应轨迹线性化控制

    作者:李海军 黄显林 葛东明 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    针对一类多输入多输出模型不确定系统,提出了一种基于广义模糊神经网络的自适应轨迹线性化控制方法(ATLC)。针对再入机动飞行器(MRV)进行了控制器设计和分析。MRV气动参数存在较大的不确定,这会导致轨迹线性化控制器(TLC)鲁棒性能下降。利用广义模糊神经网络(G-FNN)在线补偿系统的非线性建模不确定,改善了控制器性能。基于Lyapunov稳定性理论,证明了ATLC闭环控制系统的稳定性。仿真结果表明自适应轨迹线性化控制系统在飞行器气动参数大范围摄动时仍具有鲁棒性和稳定性,验证了所提出的控制策略的有效性。

  • 基于拟平均根数之差的航天器相对导航UKF滤波算法

    作者:王功波 郑伟 汤国建 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    针对星载雷达数据(距离及其变率、角度及其变率),推导了以相对拟平均根数为状态变量的星间相对导航UKF滤波算法。建立了包含J2一阶长期项摄动的状态转移方程。推导了无奇点的相对拟平均根数与相对位置速度之间的转换矩阵,并分析了坐标变换中被忽略的二阶项的影响,对转换矩阵的精度进行了有效补偿。提出以相对位置速度为直接观测量,设计了具有自调整功能的测量误差协方差阵,避免了建立观测方程时状态量对直接观测量的繁琐偏导计算。仿真结果证明了该算法的有效性。

  • 长航时环境下高精度组合导航方法研究与仿真

    作者:杨波 王跃钢 单斌 周小刚 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    研究了一种利用捷联惯导、星敏感器和北斗接收机进行长航时高精度组合导航的方法。对捷联惯导系统误差、星敏感器安装误差、北斗定位误差分别进行建模,将星敏感器输出的载体姿态角、北斗接收机输出的载体位置与捷联惯导输出的对应参数分别相减作为量测,推导获得组合导航量测方程。针对长航时环境下可能面临量测噪声统计特性的不确定问题,采用简化的Sage-Husa自适应滤波算法进行组合导航滤波设计。仿真结果表明,该组合导航方法的定位精度达到±11.86m,定姿精度达到±0.27',并且对量测噪声统计特性的突变具有较强的鲁棒性。

  • 考虑控制饱和的编队飞行卫星姿态协同控制

    作者:张保群 宋申民 陈兴林 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    研究了考虑控制输入饱和的编队飞行卫星姿态协同控制问题,提出了一种非线性饱和协同控制器。与单颗卫星输入受限控制中通常选用双曲正切函数不同,引入了一个新的连续可微的非线性饱和函数向量,以保证连续控制输入的有界性,并便于姿态协同系统的稳定性分析。基于闭环姿态协同系统在期望跟踪角速度不同取值情况下属于自主或非自主系统的特点,分别采用LaSalle不变原理和Barbalat引理对不同情况下的协同控制系统的稳定性进行了分析,得出了系统渐近稳定的结论。仿真结果表明,这种非线性协同控制器,既能实现编队卫星的姿态协同,又能确保控制输入的有界性。

  • 具有非凸约束的航天器姿态机动预测控制

    作者:程小军 崔祜涛 崔平远 徐瑞 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    针对航天器带有非凸几何约束以及输入有界的问题,提出了一种姿态机动预测控制算法。分析了姿态机动所受到的几何约束,并对非凸二次形式约束及其Hesse矩阵进行研究,证明了该约束的非凸性。通过对正定Hesse矩阵的构造,给出非凸约束凸化映射关系。最后给出姿态机动预测控制律,解决了由于姿态机动过程中非凸约束造成的全局解收敛困难以及路径安全性问题。数值仿真结果显示该算法不仅能在大范围内得到优化姿态路径,同时满足所有约束。

  • 矢量观测确定卫星姿态的预测粒子滤波算法

    作者:张惟 林宝军 张泽明 白涛 熊淑杰 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    在矢量观测的基础上,针对单独的星敏感器定姿,提出了一种将粒子滤波(PF)和预测滤波相结合的姿态确定算法,通过设计粒子初始化,结合重要性采样、重采样和规则化等手段,成功地将姿态四元数作为状态粒子进行更新和传递,避免了状态方程的线性化和协方差矩阵的计算;利用预测滤波算法估计模型误差和姿态角速度,在保证滤波精度的同时,有效降低了粒子滤波器的维数。实验在某对地观测通用小卫星平台上进行,选取卫星自由飞行状态和飞轮控制对地稳定模式,分别对滤波器进行了仿真,实验结果验证了该算法对本质非线性、非高斯的卫星姿态估计问题具有快速的收敛性能和良好的稳定精度。该方法还为粒子滤波器的设计和无角速度敏感器测量的飞行器姿态确定提供了借鉴。

  • 基于输出反馈的编队卫星姿态同步和跟踪控制

    作者:郭海波 曹喜滨 张世杰 张安慧 陈健 王峰 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    研究了卫星编队无角速度测量信息且采用局部信息交互时的姿态协同控制问题。以四元数为姿态描述手段,采用超前滤波方法重构星体绝对和相对角速度信息,设计了基于输出反馈的分散姿态同步和跟踪控制器。利用Barbalat引理和代数图论等对闭环系统的全局渐近稳定性进行了理论分析和证明。以六星编队为背景的数值仿真进一步验证了算法的有效性。

  • 电磁卫星编队位置跟踪滑模变结构控制

    作者:苏建敏 董云峰 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    电磁卫星编队位置跟踪是存在输入延时和扰动不确定的控制问题,以卫星相对运动CW方程作为动力学模型,采用前馈加反馈的方式控制编队运动跟踪预定轨迹,前馈控制量由预定轨迹结合CW方程给出,反馈控制采用状态线性变换后的滑模变结构控制律。证明了滑模切换面可达以及滑模面上的运动与不确定扰动无关。数值仿真表明考虑时滞的控制相比未考虑时滞的控制,位置跟踪精度有所提高。

  • 一种高超声速飞行器的鲁棒解耦控制方法

    作者:张军 赵德安 王玫 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    高超飞行器的再入非线性动力学模型具有参数不确定性和外部干扰,针对这种情况基于奇异摄动理论提出了鲁棒内环外环解耦控制方案。控制系统的外环基于自适应模型参考设计简单解析的虚拟控制律,实现二阶模型动态跟踪气流系角,抑制三通道运动耦合和干扰的影响,避免了在线实时求逆计算。强耦合的内环采用动态逆跟踪虚拟的角速度指令,期望动力学采用PI形式抑制干扰和不确定性,并基于模型预测控制策略解决辅助轨迹线性化的时变控制器设计和输入约束,提高内环的鲁棒跟踪性能。最后,通过仿真验证了所提算法的有效性。

  • 刚柔耦合系统神经网络跟踪控制方法研究

    作者:孔宪仁 杨正贤 张红亮 张也弛 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    针对刚柔耦合系统的姿态跟踪及振动抑制问题,采用一次近似动力学模型,提出了一种神经网络控制方法。典型刚柔耦合系统由一个中心刚体和带有末端质量块的柔性附件组成,假设系统参数未知并且截断模型具有任意的有限维。该方法利用多层神经网络补偿系统非线性项及未建模动态,利用其自学习和自适应能力,降低不确定性因素对系统产生的影响;并且控制器只利用姿态角和角速度信息进行反馈控制,不需要知道柔性附件振动信息。理论分析和实验结果表明该方法使闭环系统所有信号一致最终有界,能有效地使系统完成姿态跟踪,而且能显著地减少柔性结构的弹性振动。

  • 基于哈特莱变换的快速图像模板匹配算法

    作者:龚俊斌 明德烈 刘德坤 田金文 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    去均值归一化模板互相关(ZNCC)是工程中应用最多的图像匹配算法,但过高的计算复杂度严重限制了其在实时系统中的应用。针对这一问题,提出了基于快速哈特莱变换的快速模板图像匹配算法,首先推导了该算法在哈特莱域的表达式,利用可分离的快速哈特莱变换对相关面进行高效率整体计算,然后在空间域对获取的相关面进行快速归一化处理和极值搜索,并通过空间换取时间和积分图的策略进一步加快算法的计算速度。对算法计算量的定量分析和仿真实验结果表明,算法计算效率高,并且可以完全重构,加速比与图像内容无关,综合性能全面优于现有算法,具有良好的工程应用前景。

  • 一种从混合表面的明暗变化恢复形状的新算法

    作者:王国珲 韩九强 张新曼 倪晋平 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    针对传统的混合表面形状恢复算法存在较大误差的问题,提出了一种基于透视投影的从混合表面的明暗变化恢复形状的新算法。首先,建立了一种改进的Ward反射模型来描述混合表面的反射特性,其次,采用更接近摄像机实际拍摄的透视投影方式,并且假定光源位于摄像机的光心处,构造了新模型下的图像辐照度方程,然后将该方程转化为包含物体表面深度信息的Hamilton-Jacobi偏微分方程,使用Fixed-point Iterative Sweeping方法和2D Central Hamiltonian函数逼近该微分方程的黏性解,进而得到物体表面的三维形状。与同类算法相比,新算法恢复的结果更加准确有效。合成花瓶图像的实验结果表明,与基于正交投影的算法相比,新算法恢复三维形状高度的平均误差和均方根误差均有较大幅度减少。

  • 高分辨率星载斜视SAR的姿态导引

    作者:郭德明 徐华平 李景文 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    高分辨星载斜视合成孔径雷达回波信号中,多普勒中心频率随距离向的变化通常是十分显著的。这种变化导致系统需要更高的脉冲重复频率来实现方位向无混叠采样。然而,过高的脉冲重复频率将引起严重的距离模糊、极大的数据率,并将限制成像区域大小。本文推导了一种新的全零多普勒导引方法,并在此基础上提出了一种最小化多普勒中心频率随距离变化的姿态导引方法,从而能够最大限度地降低系统脉冲重复频率。根据星地空间几何关系和姿态导引原理,文中推导了实现全零多普勒导引的偏航角和俯仰角的解析表达式,并进一步给出了最小化多普勒中心频率随距离变化的姿态导引规律。最后通过计算机仿真,验证了该方法的有效性。

  • 运动目标的全极化一维成像方法研究

    作者:李棉全 马梁 李永祯 戴幻尧 王雪松 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    提出了一种新的运动目标全极化一维成像方法,该方法利用解线性调频处理的小场景回波成像特性,使用小于发射脉冲宽度的时间延迟来实现不同极化通道之间的隔离,既能克服瞬时极化测量体制受发射波形特性限制的缺点,又能抑制传统分时极化测量体制长时间间隔导致的目标极化特性去相关效应。建立了运动目标的回波模型,分析了各相位因子的性质,针对不同的相位因子特性提出了相应的补偿方法:首先利用目标互易性原理对不同极化通道之间的相位差进行补偿,然后根据最小熵值准则实现对时延一次项和高次项精确补偿。仿真结果表明本文方法的有效性。

  • 基于能量守恒的再入轻诱饵鉴别方法

    作者:宗志伟 饶彬 张文明 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    针对稀薄大气中的诱饵干扰,提出了一种基于能量守恒定律的再入轻诱饵鉴别方法。该方法利用目标单位质量机械能的损耗表征质阻比的相对大小,实现对轻诱饵的鉴别,避开了质阻比估计的收敛过程。首先根据不同目标的能量方程,推导出目标单位质量机械能损耗的解析表达式,确定了鉴别量;然后理论推导了鉴别量的方差估计式并设计了鉴别门限;最后通过仿真验证了鉴别方法的有效性。

  • 基于SVM和“嫦娥一号”数据的月球表面亮温分布

    作者:周明星 周建江 汪飞 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    月球表面的微波辐射亮度温度分布与月表物质的物理化学和地理分布特性密切相关。为了分析月球表面微波辐射亮温的分布特点,利用支持向量机(SVM)方法对嫦娥一号(CE-1)绕月卫星搭载的微波辐射计获得的2C级亮温数据建立回归分析模型,并利用粒子群算法优化SVM回归模型,建立了月球表面不同地理位置的4个频率通道(3GHz,7.8GHz,19.35GHz,37GHz)的微波辐射亮温与时间的关系,获得了这4个频率的微波辐射亮温在月表很窄时间段的全球分布,因而显示出了更多的细节特征。最后对这些特征进行了描述并对影响月球表面亮温的因素进行了讨论。

  • 基于无源光网络的高速光纤总线技术研究

    作者:曹素芝 张善从 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    随着航天遥感类载荷性能的提高,其数据量大幅增加,对高速数据传输提出了更高要求。针对航天环境的高可靠性要求,提出了一种基于命令响应式协议的新型高速光纤总线结构,即把无源光网络技术与FC-AE-1553协议相结合,采用高生存性的逆向双环的冗余拓扑结构搭建了地面演示验证系统。实验表明,新的光纤总线系统通信速率可达2.5Gbps,容易隔离失效节点,所用设备简单,可靠性高,满足航天工程应用需求,具有较强的实用价值。

  • 基于改进OOPN的系统工作模式分析方法

    作者:贺宇峰 赵光恒 吕从民 郭丽丽 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    针对空间有效载荷系统工作模式的复杂性问题,在研究其动态行为和运行特征的基础上给出了一种基于改进的面向对象Petri网(IOOPN,Improved Object Oriented Petri Net)的系统工作模式分析方法。该方法集合了Petri网和面向对象的优点;在面向对象Petri网模型中引入了对象间的行为约束关系;并根据约束关系实现了基于最小序列组的系统工作模式分析算法。最后,将该方法应用于某资源卫星有效载荷系统中,实践结果表明该方法满足对有效载荷系统工作模式的分析、仿真和验证的要求,为有效载荷系统的总体设计和集成测试提供了重要的参考。

  • AOS协议中自适应帧生成算法的研究

    作者:田野 潘成胜 张子敬 张艳琴 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    帧生成过程作为CCSDS AOS两级多路复用机制的第一级,其性能直接影响着AOS系统的传输效率和时延特性。本文对AOS协议中帧生成算法进行研究,分析了在包到达率服从泊松分布条件下,高效率帧生成算法的帧生成时间均值。针对高效率帧生成算法中可能出现的在较长时间内没有足够多的包到达,导致帧生成时间过长,从而造成帧生成时延超过业务所允许的最大时延情况,提出了一种自适应帧生成算法。理论分析和仿真结果表明,本算法不但能克服高效率帧生成算法中可能出现的大时延问题,并且比传统的等时帧生成算法具有更高的信息传送速率。

  • 基于WGS-84地球模型的单星测向定位方法

    作者:郭福成 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    在考虑卫星姿态和WGS-84椭球地球模型条件下,提出了一种基于目标卯酉圈半径迭代的测向定位新方法,并推导了存在测向误差条件下定位误差的克拉美-罗下限(CRLB)。仿真表明,该方法的定位性能在测向误差不是特别大时可以达到CRLB,而且卫星的姿态对定位误差的几何精度因子(GDOP)有一定影响。

  • 一种结合证据理论和Vague集信息融合方法

    作者:辛玉林 安成锦 徐世友 陈曾平 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    针对强冲突下证据理论结果与直觉相悖及Vague集数值获取主观性强等问题,提出一种结合证据理论和Vague集的新方法。该方法将获取证据理论的信度函数转化为Vague集区间值形式,通过求解与理想点的距离进行决策。在进行信度函数到Vague集区间值的转化时,提出一种基于聚焦度递减顺次分配的思想,经分析得出该思想与人的主观思想是一致的,最后举例阐明整个算法过程。

  • 考虑卫星轨道运动和像移影响的星敏感器星图模拟方法

    作者:刘海波 宿德志 谭吉春 杨建坤 李修建 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    星图模拟技术是星图识别算法和星敏感器性能测试的基础。提出一种新的高精度星图模拟方法。该方法分为三个步骤:首先,利用两行轨道数据(TLE,Two-Line Orbital Element)与简化常规/深空扰动的近似解模型(SGP4/SDP4)计算出卫星在轨运行参数,进而获得卫星姿态矩阵;然后,根据星敏感器的方位和俯仰角度,确定星敏感器视场中的导航星及星敏感器安装矩阵,利用小孔成像模型,获得导航星在星敏感器成像面的投影位置;最后,为更准确模拟实际星像点的灰度扩散,在考虑卫星运动引起的恒星像移的基础上,按照二维高斯分布规律置灰度值来模拟星像点像素。在此基础上,还详细分析了不同曝光时间下,恒星像移对恒星位置测量的影响。

  • 航天器再入全过程轴对称烧蚀热防护数值仿真研究(英文)

    作者:张涛 孙冰 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    对航天器再入全过程轴对称烧蚀热防护进行了全过程数值仿真研究。采用修正Lees驻点热流密度方法和参考焓方法计算再入热流密度。采用JANAF模型计算烧蚀率。利用有限元法计算钝锥体再入航天器烧蚀层在移动边界条件下的轴对称温度场。采用碳化层—热解面—原始材料的轴对称碳化烧蚀模型;推导了热解气体流量计算方法。针对再入飞行大热流密度条件下,用有限元方法求解瞬态温度场时会产生的时间和空间上解的振荡问题。通过分析温度振荡现象产生的原因,采用集中热容矩阵向后差分方法解决振荡问题。计算结果表明,在时间步长选择合适的情况下,求解集中热容矩阵能够很好地解决数值振荡问题,同时烧蚀率和温度场计算比较准确。

  • 周边桁架可展开天线小冲击展开过程设计

    作者:张逸群 杨东武 杜敬利 期刊:《宇航学报》 2011年第05期

    提出了周边桁架可展天线展开过程的一种轨迹设计方法。通过优化方法选择贝塞尔曲线作为驱动索的输入运动轨迹,保证了展开角加速度的连续性并有效降低其峰值,从而达到了减小天线所受冲击的目标。通过数值仿真对比得出结论,天线的展开过程应是一个无中间匀速状态的先加速后减速过程。

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