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宇航学报杂志 2013年第09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
  • 功能梯度材料薄板的热气动弹性数值分析方法及特性研究

    作者:李凯伦 张家忠 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    对高超声速环境中功能梯度薄板的热气动弹性问题的有限元数值分析方法和特性进行了研究。在考虑了沿板厚方向上非线性温度分布影响基础上,建立了更为精确的功能梯度薄板的热气弹耦合力学模型。采用Eckert参考温度法模拟气动加热效应,进而使用有限元方法求解热传导方程,得到薄板内部的热应力以及物性参数分布,并求解功能梯度材料薄板的控制方程,得到薄板在热应力-气动力-弹性力耦合下的振动特性。结果表明,所提出的基于有限元的数值分析方法能够有效处理该问题的复杂性,并且发现气动加热效应能够使薄板发生热屈曲或者提前进入振动状态,此外还发现当无量纲气动力位于某一“过渡区”内时,薄板行为对初值异常敏感。最后,建立的功能梯度薄板热气弹耦合模型以及相关数值求解方法,能够有效地研究高超声速环境中功能梯度材料薄板的振动行为,相关数值结果对功能梯度薄板的热气弹研究也具有借鉴意义。

  • 基于基础激励试验数据的卫星结构有限元模型修正

    作者:刘荣贺 于开平 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    结合航天工程中卫星结构普遍进行的振动台振动试验,提出了一种基于基础激励试验数据的设计参数型有限元模型修正方法,用数值差分代替灵敏度分析,提高了计算效率,整个修正步骤更加适合工程应用。然后利用该算法对某型号卫星整星结构进行了修正,并提出了两步修正策略。修正后,有限元模型的加速度响应计算结果更加接近于试验测量值,均方根误差也比修正前有了不同程度的降低,证实了该算法对卫星结构的修正是行之有效的。

  • 一种基于EPSO的航天器交会轨迹优化方法

    作者:冉茂鹏 王青 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    研究了航天器在固定时间内燃料最省的多脉冲交会问题,提出了一种基于种群熵粒子群优化(Population Entropy based Particle Swarm Optimization,EPSO)算法的交会轨迹优化设计方法。采用线性化C-W方程描述航天器的相对运动,以能耗最优为控制目标,得到了基于连续推力的最优转移轨迹,用于确定脉冲点的位置。考虑工程实用性,采用多脉冲控制方法,利用脉冲点的位置参数建立了以脉冲点时间间隔为决策变量的优化目标函数,并用EPSO算法进行求解。在EPSO中,种群熵描述粒子在搜索空间中位置分布的混乱程度,并通过上一代的种群熵确定下一代的搜索空间,从而减少搜索空间的浪费,提高了算法的搜索速度和收敛精度。仿真结果表明,算法本身具有良好的优化性能,适用于航天器轨迹优化。

  • 基于星载GPS的资源三号卫星精密定轨

    作者:赵春梅 唐新明 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    资源三号卫星是我国首颗民用立体测图卫星,于2012年1月9日发射。卫星上配备有国产双频GPS接收机。利用非差双频GPS数据,基于卫星动力学原理和事后批处理定轨模式,采用30小时弧段(重叠弧长为6小时)对资源三号卫星进行了精密定轨,卫星位置重叠弧段精度平均为4.95cm。利用卫星激光测距(SLR)观测数据对星载GPS定轨结果进行了检核,检核精度优于4cm,无明显系统偏差。结果表明,该定轨精度完全能够满足资源三号卫星任务的要求。

  • 一种针对分离模块航天器系统的分层优化方法

    作者:唐宇 陈小前 姚雯 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    针对分离模块航天器系统优化中存在计算量大、算法复杂度高的问题,提出了一种基于分层的分离模块航天器系统优化方法。该方法将系统优化问题分解为三个层次进行,顶层规划模块数和轨道高度,中间层优化组件配置,底层优化运载发射方案。其中顶层嵌套调用中间层,中间层嵌套调用底层,底层直接计算求解最优运载发射方案,避免了直接基于分离模块航天器全寿命周期仿真来优化运载发射方案。应用该方法对虚拟对地遥感分离模块航天器进行优化,结果表明,优化过程简单,计算量小,算法复杂度低,优化效果显著。

  • 飞行器再入段最优自适应积分滑模姿态控制

    作者:耿洁 刘向东 盛永智 丛炳龙 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    针对飞行器再人段的姿态跟踪控制问题,提出了一种最优自适应积分滑模控制(Optimal Adaptive Integral Sliding Mode Control,OAISMC)方法。首先针对飞行器的标称模型设计了基于状态相依黎卡提方程(State Dependent Riccati Equation,SDRE)的姿态控制器,使标称系统的性能满足提出的最优指标。然后,考虑系统的不确定性和外部干扰,在SDRE标称控制器的基础上设计积分滑模姿态控制方法,使系统在满足性能指标要求的同时,对不确定性和干扰具有鲁棒性。进一步采用自适应方法调整切换增益,避免了对复合干扰上界的先验要求,并引入滑模干扰观测器提高系统的性能。最后,仿真结果表明,在考虑外部干扰以及气动系数和大气密度摄动的情况下,本文设计的控制方法不仅能够实现姿态跟踪、满足设计的性能指标,而且具有较好的鲁棒性。

  • 分布式InSAR卫星绕飞角设计与控制方法研究

    作者:伍升钢 钱山 谭炜 张智斌 李恒年 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    针对分布式卫星绕飞轨道构型设计与控制问题,提出了基于Hill方程的绕飞构型设计算法,给出了绕飞角与升交点赤经偏差和轨道倾角偏差的关系,并分析了绕飞角的稳定性;根据分布式InSAR卫星绕飞构型特点提出了基于开普勒轨道实现特定绕飞角和绕飞半长轴的双层迭代轨道控制算法。仿真结果表明,上述方法设计的绕飞构型稳定,捕获控制策略简单可行、控制精度高,具有一定的工程参考价值。

  • 基于滤波算法的拟平均轨道根数自主实时确定方法

    作者:孙兆伟 仲惟超 张世杰 林思雨 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    针对卫星长期自主运行的发展要求,首次提出了基于滤波算法的卫星自主计算拟平均轨道根数的在轨实时方法。首先以受地球非球形摄动影响的低轨卫星为研究对象,推导了拟平均轨道根数的变化率并考虑了J2平方项补偿;以拟平均轨道根数为状态变量并以卫星瞬时速度和位置作为观测量建立了滤波方程,然后分别应用平方根无迹卡尔曼滤波(SR-UKF)和扩展卡尔曼滤波(EKF)对拟平均轨道根数进行估计。仿真结果表明,两种滤波方法均能有效地计算拟平均轨道根数,其中平方根UKF滤波具有更高的精度和稳定度,且都可以满足卫星在轨自主实时计算拟平均轨道根数的需求。

  • 基于插值DFT的弹体弹性自适应陷波方法

    作者:张志健 王小虎 王铁军 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    摘要:针对现代导弹弹性频率低、频率不确定范围大,传统陷波方法会造成严重相位滞后的问题,提出一种基于插值离散傅立叶变换(IpDbFT)的自适应陷波方法。该方法利用修正Jacobsen方法辨识、跟踪测量信号中弹性模态的频率,并调整陷波器的中心频率来实现自适应陷波。该估计器频率辨识精度接近克拉美罗下界(CRLB),弹性幅值变化对辨识精度的影响很小。仿真对比表明,该方法灵敏度高、辨识快、相位延迟小、弹性抑制效果好。与固定参数陷波器相比,相位滞后从29.4°减小到11.86°;与一类用自适应陷波器频率辨识方法相比,辨识时间从2s减少到0.25s,弹性振动幅值峰值为其10%。

  • 低太阳高度角月球影像的陨石坑自动提取方法

    作者:张吴明 张孝斌 李巧枝 阎广建 周国清 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    陨石坑是月球表面最重要的地形特征,对于研究月球的地质状况和地理状况具有重要的意义。充分考虑低太阳高度角影像中陨石坑特殊的拓扑结构和灰度分布特点,提出一种新的基于光照方向的陨石坑边缘连接方法,综合边缘线判别、边缘线组合、陨石坑判别的陨石坑筛选三步法,形成一套完整的低太阳高度角月球影像陨石坑自动提取流程。用低太阳高度角Lunar Orbit影像进行实验,检测成功率达到了73.9%,表明该方法对于低太阳高度角月球影像陨石坑的自动提取有较好的适用性。

  • 考虑传感器故障检测能力的PHM系统传感器优化配置方法

    作者:朱喜华 李颖晖 侯世芳 晏海波 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    传感器优化配置是航空航天设备PHM系统功能得以有效实现的基础和保证。针对目前传感器配置研究中未考虑传感器实际属性的问题,建立了考虑传感器故障检测能力的PHM系统传感器优化配置模型。首先分析了系统故障一传感器相关性矩阵的含义,将传感器的故障检测能力和相关性矩阵相结合,以概率形式描述了传感器对故障的检测性能。在此基础上根据系统的测试性指标要求建立传感器优化配置模型,并采用混沌二进制粒子群优化算法求解。仿真实例结果表明,本文建立的优化模型更加符合实际情况,配置结果更加准确和可靠。

  • 单音干扰下扩频测控信号伪码跟踪性能研究

    作者:孟生云 杨文革 王保华 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    扩频测控信号的伪码跟踪性能直接关系到测控系统的测距精度。以伪码跟踪环中鉴相曲线平衡点的过零偏移为研究对象,推导了音频干扰条件下扩频测控信号伪码跟踪的干扰最大误差;并针对干扰最大误差需考虑具体鉴相算法的特点,提出基于相关曲线主瓣的二阶中心矩扩展因子的性能评价方法。该方法利用伪码相关曲线主瓣在干扰前后的畸变情况,反映干扰对伪码跟踪性能的影响。仿真分析表明,干扰最大误差的理论及仿真结果和二阶中心矩扩展因子所得结论一致,从而验证了干扰最大误差理论的正确性以及所提性能指标的有效性。

  • 运动单站长基线干涉仪自校正定位方法

    作者:张敏 郭福成 周一宇 姚山峰 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    针对单站测向定位中多通道干涉仪系统复杂且易受通道幅相不一致性影响等问题,研究利用运动单站上的单个长基线干涉仪(LBI)测量的模糊相位差(PD),联合估计辐射源位置和相位差偏差,实现自校正定位。针对该问题的高度非线性,提出一种距离和偏差联合参数化增量高斯和滤波(RBJP—AGMF)算法,然后利用初始相位差得到一组方位角,采用距离与偏差联合参数化方法获得一组高斯和滤波初始值。使用增量扩展卡尔曼滤波器(AEKF)组进行递推计算,并分析了定位误差的克拉美一罗下限(CRLB)。仿真结果表明该方法运算量较小,定位性能可接近CRLB。

  • 对解线频调ISAR的间歇采样转发干扰

    作者:潘小义 王伟 冯德军 傅其祥 王国玉 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    针对间歇采样转发应用于宽带ISAR干扰问题,研究了间歇采样转发信号经解线频调ISAR二维成像处理后信号特性,通过推导干扰信号对应的二维输出形式,讨论了干扰图像变化情况并由此分析了间歇采样周期和占空比对干扰效果的影响。利用数字仿真验证了干扰输出形式及图像特征理论分析的正确性;将实测数据与间歇采样转发处理相结合,初步验证了间歇采样转发干扰能够形成二维ISAR假目标。

  • 新型变截面同心筒发射装置及其热环境气动原理研究

    作者:于勇 母云涛 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    为了更好地改善同心筒导弹垂直发射装置工作时导弹所面临的热环境,分析了影响筒口处燃气温度的因素和出口燃气温度降低过程中的气体动力学原理,并首次从能量守恒的角度分析了以前科研人员在降低出口燃气温度方面所做的研究工作,解释了各种降温方案的原理。还提出了一种变截面同心筒的设计方案,即将同心简内外筒的间隙设计成收缩-扩张形状(类似于拉瓦尔喷管),利用此变截面同心简对气流的加速作用来提高燃气的出流速度,以达到降低高温燃气温度的目的。文中用FLUENT对设计结构进行了二维数值模拟,验证了可行性,显示出此方案可在一定程度上改善导弹工作时的热环境。

  • 空间对称型二次反射太阳能聚集系统能量传输特性

    作者:孟宪龙 陈学 夏新林 戴贵龙 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    聚光光伏系统的聚光比和聚集太阳能流密度分布的均匀性是评价其性能的重要指标,基于几何光学原理,建立了对称型二次反射聚集系统的数学物理模型,理论分析了偏轴聚集器倾角、二次斜面倾角等聚光系统的结构参数对能流密度均匀性和聚光比的影响,提出了优势参数组合;并采用射线踪迹蒙特卡罗法(MCRTM)对太阳光的聚集传输过程进行模拟,分析了接收面的能流密度分布特性。结果表明,对称型二次反射聚集系统在偏轴抛物面倾角、二次斜面倾角以及接收面高度参数的适当组合之下,聚光比适中,能流分布均匀,适宜用于空间聚光光伏发电。

  • 欢迎参加第64届国际宇航大会

    作者: 期刊:《宇航学报》 2013年第09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。

  • 第11届空间环境防护材料与结构国际会议(ICPMSE-11)征文通知

    作者: 期刊:《宇航学报》 2013年第09期

    随着空间探索步伐的迈进,人们需要了解更多空间环境对航天器材料与结构的影响,以便开展针对性防护。现代技术的高速发展为防护材料与结构提供了广阔空间。

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