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宇航学报杂志 2013年第07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
  • 充气式再入减速器研究最新进展

    作者:卫剑征 谭惠丰 王伟志 赫晓东 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    随着载人航天事业和行星探索任务的不断发展,再入返回运载工具受到运载火箭整流罩的大小限制越来越明显。针对降低返回系统重量以增加有效载荷的日益需求,一种新型充气式再入减速器成为国际上研究的热点。它具有易折叠包装、重量轻、展开阻力面积大,再入时弹道系数低和产生的气动热量小等明显优点,为航天员应急返回、深空探测以及有效载荷的回收提供了一种新的技术途径。重点对堆叠圆环型、单充气环薄膜型和双层锥形充气囊型等三种充气式再入减速器在结构设计、飞行测试、材料防热研究、气动特性仿真分析等方面的最近研究进展进行总述,并对充气式再入减速器的关键科学问题进行简要总结。

  • 基于节点改善策略的伪谱轨迹优化

    作者:闫循良 廖守亿 张金生 王仕成 陈士橹 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    基于Legendre-Gauss-Lobatto(LGL)伪谱法(PSM)求解最优控制问题的原理,研究了有限推力轨迹快速优化设计以及计算节点和效率改善策略。对远程变轨动力学模型进行了无量纲化处理,并设计了初值生成和串行优化求解策略,用来提高多变量多约束大规模稀疏非线性规划问题的收敛性。结合极小值原理推导了问题的最优性必要条件,基于协态映射原理设计了数值解的最优性验证方法。利用二阶微分方程技术消去部分状态量,建立了节点和计算效率改进模型,并讨论了该策略的相关数值处理技术。仿真结果表明,本文的算法可以快速地提供应用于实际飞行任务的最优解,节点改善策略在保证计算精度的同时,有效降低了计算收敛时间。

  • 基于凸优化理论的含约束月球定点着陆轨道优化

    作者:林晓辉 于文进 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    针对月球精确定点软着陆问题,考虑导航及障碍检测敏感器视场约束及制动发动机推力大小约束,对月球动力下降段轨道优化方法进行了研究。首先建立了含约束条件的三维定点软着陆轨道优化问题模型,根据庞德亚金极小值原理推导了最优推力开关方程,并给出了推力奇异区间不存在的证明。针对优化模型中的复杂非线性约束,引入凸优化理论将问题转化为二阶锥优化问题,并采用内点法求解了最优标称轨迹。最后给出了月球软着陆制动段、接近段的仿真结果,验证了该着陆轨道优化方法的有效性。

  • 解析求解非线性相对运动的最优重构问题

    作者:曹静 袁建平 罗建军 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    椭圆轨道相对运动模型的线性化导致其在大尺度相对运动应用中精度不能满足需求。针对任意椭圆轨道上的大尺度航天器编队最优重构问题,提出一种基于椭圆轨道非线性相对运动模型的近似解析求解方法。首先通过变分法建立了非线性最优重构问题的数学模型;然后采用摄动法,以偏近点角为积分变量求得了不含特殊积分的解析开环最优控制,有效地避免了真近点角域下最优控制解所含有的特殊积分。仿真验证了所求最优控制的有效性和优越性,结果表明在相对运动尺度较大时,相比基于椭圆轨道线性化模型的最优控制,在燃耗保持相近的情况下,所求非线性控制有效地降低了重构误差。

  • 低重环境下旋转轴对称贮箱内液体晃动研究

    作者:杨旦旦 岳宝增 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    针对低重环境下旋转轴对称贮箱自由晃动和受侧向、纵向激励时的箱内液体晃动,用变分原理推导了基于低重环境下静液面形状的液体晃动的积分形式的动力学控制方程,由拉普拉斯方程得到用高斯超几何级数解析表达的速度势和波高,进而得到液体晃动的模态运动方程。分析了球形贮箱和Cassini贮箱内液体自由晃动基频,贮箱受侧向激励时液体晃动波高振幅、晃动对贮箱产生的晃动力和力矩、晃动的等效力学模型,以及贮箱受纵向激励时的晃动波高振幅、可能出现的参激共振问题。

  • 基于BP神经网络的自主定轨自适应Kalman滤波算法

    作者:尚琳 刘国华 张锐 李国通 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    针对Sage-Husa自适应滤波方法存在的窗函数开窗大小选择问题,提出一种基于BP神经网络学习估计系统协方差矩阵的自适应Kalman滤波算法。该算法以Kalman滤波预测残差向量作为网络输入,通过网络分段离线学习确定预测残差向量与预测残差协方差矩阵间的非线性关系,自适应地估计Kalman滤波系统协方差矩阵。将其应用到自主定轨系统,仿真结果表明利用本文算法自主定轨60天星座平均URE误差小于1.9米,且能够快速跟踪到系统噪声的突变,较Kalman滤波方法和Sage-Husa自适应滤波方法具有更好的性能。

  • GNSS接收机中一种新的射频干扰抑制级联方法

    作者:张提升 郭文飞 郑建生 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    为了减少系统复杂度和提高系统实时性,提出了一种新的级联算法。首先,通过三系数滤波器模型对连续波干扰进行建模,从而形成一种非线性卡尔曼自适应滤波器,并利用该滤波器作为预处理器对每路中的窄带干扰进行抑制。随后,将各路滤波器的输出送入空时自适应处理器中进行宽带干扰的抑制。仿真结果表明,在匹配谱干扰环境下,特别是在窄带干扰从卫星信号方向入射时,新算法相对于普通的空时和空频自适应处理表现出了更加优越的性能。

  • 考虑执行机构故障的导弹姿态控制系统的集成容错控制

    作者:曹祥宇 胡昌华 乔俊峰 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    研究了一类发动机十字型布局的导弹姿态控制系统的容错控制问题,提出了一种考虑执行机构故障的导弹姿态控制系统集成容错控制方法。该方法针对执行机构的恒增益变化故障和卡死故障,首先提出了集成容错控制的总体策略,然后分别基于线性矩阵不等式方法和故障补偿思想,给出了在圆盘极点指标和H∞指标两个相容指标约束下的状态反馈满意容错控制器和故障补偿器的设计方法。最后在Matlab/Simulink环境下将该方法应用于导弹姿态控制系统进行仿真实验,结果表明了该方法的有效性和可行性。

  • 地球大气边缘高超声速飞行再入点调整方法

    作者:郭正雄 张珩 肖歆昕 李文皓 刘开磊 马欢 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    分析环境波动对地球大气边缘高超声速飞行的影响,论证了利用微弱气动力实现再入点调整的可能性。提出神经网络I-PIDA姿态控制策略,控制力矩由脉宽调制驱动的反作用推力器实现,利用模糊预测制导的方法实现再入点的精确调整。仿真算例说明该方法可以实现姿态跟踪和再入点的位置调整,并具有较强的鲁棒性。

  • 基于自适应动态逆的高超声速飞行器姿态复合控制

    作者:遆晓光 孔庆霞 余颖 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    考虑高超声速飞行器再入过程中存在气动舵低效的问题,提出了质量矩/气动舵复合控制方式,研究了这两类执行机构的复合控制分配问题,并针对高超声速飞行器强非线性和不确定性的对象特性,基于神经网络方法设计了自适应动态逆姿态控制系统。首先给出了质量块配置原则以及质量矩/气动舵复合控制模型;其次,为获得良好的控制分配精度并保证较小的执行机构能耗,基于二次规划方法设计了质量矩/气动舵复合控制分配策略;再次,利用神经网络权值的自适应调整来逼近系统中存在的不确定性,补偿动态逆误差,设计了基于神经网络的自适应动态逆控制器。最后,通过仿真验证了文中控制分配策略和自适应动态逆方法的有效性。

  • 基于敏捷卫星平台的星载SAR Mosaic模式研究

    作者:韩晓磊 李世强 王宇 韩晓东 禹卫东 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    Mosaic模式是聚束和ScanSAR的混合模式,能同时实现高分辨率、大场景成像。提出了一种易实现的Mosaic模式,它的距离向波束切换通过电扫描完成,方位向波束扫描通过机械扫描实现。敏捷卫星能通过控制俯仰机动,方便地实现方位向机械扫描,适于实施这种Mosaic模式。针对这种Mosaic模式的特点,提出了一种新的系统设计方法。该方法从零斜视角位置开始,递推求解一系列关于Burst斜视角和驻留时间的非线性方程组,得到系统参数和时间分配方案。此外,还提出了一种基于等效展宽天线方向图的Mosaic模式性能参数近似计算方法,它能直观、便利地得到Mosaic模式各种性能参数。

  • 改进的极化SAR图像三分量分解方法

    作者:王春乐 李光廷 禹卫东 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    针对原始三分量分解方法中,偶次散射和表面散射类地物的体散射分量可能会过估计的问题,提出了一种基于H/α珔参数和一般散射机理模型的改进的三分量分解方法。首先在进行极化分解之前利用H/α珔参数判定目标的主导散射类型。对于主导散射类型明确的像素点,利用一般散射机理模型优先计算主导散射成分的相关扩展系数,然后再从剩余成分中提取非主导散射分量。对于主导散射类型不明确的像素点,采用传统的去取向三分量分解方法进行分解。对实测极化SAR图像进行实验表明,新方法不仅继承了传统三分量分解方法的优点,而且能在分解结果中更加有效地突出雷达目标的主导散射特征。

  • 交会对接微波雷达近距离高精度测角算法研究

    作者:严琪 杨瑞强 钟兴旺 王登峰 蔡春贵 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    近距离测角与远距离测角的主要区别是被测目标位于雷达天线阵近场而非远场,目前的测角算法均基于远场目标假设,在交会对接近距离测角中难以满足精度要求。针对交会对接微波雷达近距离高精度测角问题,提出了一种基于相差复矢量匹配的测角算法。分析了测角信号空间传播几何模型,定义了相差复矢量及表征相差复矢量匹配程度的测角目标函数,建立了求解方位角与俯仰角的非线性规划算法模型,给出了算法的输入条件和执行步骤。仿真结果和微波暗室实测结果验证了该算法的有效性。

  • 基于群相位量子化处理的新型高分辨率相位差测量方法

    作者:杜保强 左艳迪 王延峰 郭淑婷 刘丹 周渭 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    在群周期相位比对和群相位量子化处理的基础上,提出了一种新型高分辨率相位差测量方法。利用频率信号间群相位重合点的分布规律,在群相位重合点处建立测量闸门,将相位差的测量转化为以群周期为基础的短时间间隔测量,大大提高了系统的测量分辨率。通过公共频率源信号的引入和群相位量子化处理技术,降低了实际计数闸门开启和关闭的随机性,消除了传统测量中±1个字的计数误差,提高了短时间间隔的测量分辨率,从而有效地提高了相位差的测量分辨率。实验结果表明该方法的科学性和先进性,鉴于短时间间隔的测量分辨率可达10-13/s量级,通过MCU控制时间——相位差的转换,实际相位差的测量分辨率可达0.0001度,明显优于传统的相位差测量方法,同时该方法电路简单,成本低廉,在卫星导航系统主、备份原子钟之间的无缝切换、1pps信号的相位异常检测及星地间高精度时间同步方面具有广泛的应用。

  • 改进变异策略的自适应差分进化算法及其应用

    作者:汤小为 汤俊 万爽 唐波 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    针对标准差分进化(Differential Evolution,DE)算法存在控制参数难以选取以及变异策略缺乏稳健性的不足,提出一种基于改进变异策略的自适应DE算法。该方法用随机选取子种群的最优个体替代全种群最优个体进行变异操作;然后采用柯西分布和正态分布分别对收缩因子和交叉概率进行扰动,并在进化过程中利用胜出个体自适应地递推调整参数分布。对五个典型Benchmark函数的测试结果表明:该方法在全局搜索能力、收敛速度和精度以及可靠性上比标准DE算法都有了大幅度提高。将该方法用于分布式孔径雷达的方向图综合问题,通过较少的仿真次数即可稳定的获得更低的旁瓣电平。

  • 基于空间信息的射频隐身数据链最优能量控制算法

    作者:杨宇晓 周建江 陈卫东 张雷 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    为提高数据链的低被截获性能,提出了一种基于空间信息的射频隐身数据链最优能量控制算法。以数据链目标飞行区域的威胁因子为先验知识,基于数据链的实时空间信息,分析了影响数据链性能的各个参数,将辐射功率、开机时刻作为优化变量,以最小化辐射功率函数和最小化能量消耗函数作为目标,利用混合混沌粒子群优化算法对数据链通信模型进行优化,选取使两个目标函数最小的解作为最优解。仿真结果表明,算法与目前常见的数据链恒定功率辐射方法相比,在满足可靠通信的前提下,辐射功率较小,消耗能量较少,具有较好的射频隐身性能。

  • 脉冲重复间隔测量误差对SAR欺骗干扰成像的影响

    作者:林晓烘 刘培国 薛国义 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    脉冲重复间隔测量误差将导致干扰机发射与SAR接收之间无法保持同步,这将对干扰效果产生不利影响,研究这些影响对于SAR干扰机的研制与应用来说具有重要的参考价值。在此背景下,建立了脉冲重复间隔测量误差和干扰信号模型,推导了测量误差与假目标图像成像形状、位置和分辨率关系的解析表达式,分析了有可能出现的干扰结果。仿真实验验证了理论分析的正确性。

  • 冗余航天火工装置可靠性评估方法及应用

    作者:荣吉利 宋乾强 张涛 高琳琪 庹昌春 成琦 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    火工装置在航天领域有着广泛的应用,是航天关键产品,本身具有价格昂贵、高可靠性(多数要求达到0.9999以上)等特点。火工装置工作的成败,关系着人员的安危和任务的完成。产品在使用前,必须要通过试验来评估可靠性。因此对火工装置可靠性评估方法的研究有着重要的实际工程意义。针对冗余设计航天用火工装置,结合应力-强度等可靠性相关理论,采用强化试验思想提出了冗余设计航天火工装置的可靠性试验评估原理和可靠性试验验证方案。根据提出的原理及验证方案,首次通过试验评估并验证了冗余设计火工装置——某拔销器的功能可靠性,同时两种加严方式的试验也实现了相互验证,从而证明了提出的可靠性评估原理和试验验证方案的正确性及有效性,解决了小子样评估冗余类航天火工装置高可靠性的工程难题。

  • 欢迎参加第64届国际宇航大会

    作者: 期刊:《宇航学报》 2013年第07期

    第64届国际宇航大会(IAC)将于2013年9月23日至27日在北京召开。大会由国际宇航联合会(IAF)、国际宇航科学院(IAA)、国际空间法学会(IISL)联合主办,由中国宇航学会举办。

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