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宇航学报杂志 2014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
  • 火星精确着陆制导问题分析与展望

    作者:崔平远 胡海静 朱圣英 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    美国火星科学实验室(MSL)任务成功将“好奇”号火星车着陆到火星表面,开创了火星精确着陆探测的新局面.以MSL着陆任务为典型代表,分析了目前火星着陆探测进入、下降和着陆(Entry,Descent and Landing,EDL)过程的制导方案及制导系统的发展趋势.以在火星高海拔、复杂地形区域定点着陆为潜在工程目标,归纳了火星EDL过程面临的制导主要问题.根据未来制导系统自主性和自适应性的技术需求及潜在工程任务制导面临的问题,提出了火星EDL制导方面需要解决的关键技术,并对其在未来工程中的应用潜力进行了展望.

  • 低温推进剂长期在轨压力管理技术研究进展

    作者:刘展 厉彦忠 王磊 赵志翔 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    从被动防隔热技术、混合控压技术、TVS排气技术、主动制冷技术等四个方面对国外低温推进剂蒸发量控制方面的研究状况进行了分类和总结.调研结果表明:(1)采用MLI材料对贮箱进行绝热处理,可将蒸发损失率降低至1.0%/天,当采用VDMLI时,可进一步降低推进剂蒸发量损失;(2)增大喷射器喷射流体速度可有效破坏箱内热分层实现控压目的;(3)很小的过冷度就可以保证低温推进剂较长时间在轨无损储存;(4)喷雾棒型热力学排气系统比传统热力学排气系统能够更有效地实现低温贮箱的压力控制.本文工作可为我国深空探测低温推进剂管理提供技术参考.

  • “嫦娥二号”探测小行星任务转移轨道设计

    作者:刘磊 刘勇 曹建峰 唐歌实 周建亮 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    文章研究了CE-2小行星探测任务的转移轨道设计.首先分析了已编目小行星的轨道分布及运动特性,基于飞行任务约束选择了合适的交会目标.其次,基于微分修正法研究了转移轨道的设计,通过约束修正量改善了微分迭代收敛性能,给出了转移轨道的遍历搜索设计流程.最后,在CE-2卫星剩余推进剂的约束下,基于CE-2精密轨道设计了能量最优转移轨道,并分析了转移轨道的测控和通信约束条件.研究结果表明,2012年内合适的小行星交会目标为4 179和214 869,交会小行星4 179的最小速度增量约97.312 m/s,剩余推进剂满足任务需求,同时国内测站可以满足测控需求.

  • 不同插值法对下一代卫星重力反演精度的影响

    作者:郑伟 许厚泽 钟敏 刘成恕 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    开展了下一代GRACE Follow-On卫星重力反演的研究论证.第一,基于6点Lagrange和Taylor星间速度插值法,利用轨道参数(轨道高度250 km、星间距离50 km、轨道倾角89°、轨道离心率0.001)和关键载荷匹配精度(激光干涉测距系统的星间速度10^-7m/s、GPS接收机的卫星位置10^-3 m和速度10^-6m/s、加速度计的非保守力10^-11m/s2),精确和快速反演了下一代GRACE Follow-On地球重力场;在120阶处,累计大地水准面精度分别为1.53×10^-3 m和2.51×10^-3m.第二,基于6点Lagrange星间速度插值法反演下一代GRACE Follow-On地球重力场精度较基于6点Taylor星间速度插值法的反演精度平均提高2倍,因此Lagrange星间速度插值法对地球重力场反演精度的敏感性优于Taylor星间速度插值法.

  • 偏最小二乘法在气动数据建模中的应用

    作者:何开锋 钱炜祺 张勇 王文正 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    探索将偏最小二乘方法推广应用于带翼轴对称飞行器的气动特性建模这一多变量非线性复杂气动问题,从已有的轴对称飞行器气动力数学模型出发,利用交叉校验法确定模型中的成分数,建立泛化能力较强的偏最小二乘数学模型.此后以某轴对称飞行器滚转舵偏时的法向力建模和三个舵面都偏转时的轴向力建模为算例来对建模方法的有效性进行分析,并与正交最小二乘方法的建模结果进行对比.结果表明:将偏最小二乘法应用于气动特性建模是可行的,且其建模效果整体上优于正交最小二乘法,在工程上有较好的应用前景.

  • 返回器高空稀薄气动特性的真实气体效应研究

    作者:黄飞 赵波 程晓丽 沈清 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    针对高超声速钝体外形所经历的高空稀薄环境特征,首先以Apollo返回器为例对DSMC代码进行了算例验证,最后以联盟号返回器外形为研究对象,计算给出了真实气体效应对返回器外形高空稀薄气动特性的影响规律,对比分析了完全气体模型与真实气体模型对返回器气动特性的预测差异.结果表明,在高空飞行弹道点下,气体稀薄,化学反应相对较弱,稀薄效应占优,真实气体模型对返回器的高空稀薄气动特性影响较小;两种模型对摩阻分量的预测差异随着飞行高度的增加逐渐显现,且真实气体模型使得摩阻分量的预测结果偏低;在约105 km飞行高度处,返回器的阻力系数受攻角的影响最弱.

  • 气动阻力作用下电动力绳系动力学及控制研究

    作者:张健 王峰 李化义 孙兆伟 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    针对电动力绳系轨道机动控制与系绳稳定控制互相耦合的问题,提出通过结构设计使二者解耦控制的方法.采用多段系绳结构,通过调节不同段系绳中电流的大小和方向,使轨道机动和系绳稳定实现独立控制.分析气动阻力作用下的系绳运动规律,设计控制器来调节系绳中的电流以抑制系绳通电时产生的偏心力矩和初始扰动所引起的系绳天平动.最后进行了仿真研究,结果表明:气动阻力作用下惯性系绳以初始扰动为幅值在平衡位置作等幅振荡;和传统单段系绳结构相比,基于多段系绳结构设计的控制器能够以较小的电流实现系绳的稳定控制.

  • 航天器单层板结构弹道极限的支持向量机预测模型

    作者:张晓天 谌颖 贾光辉 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    提出了一种基于非线性不可分支持向量机(SVM)方法的航天器单层板结构弹道极限预测模型.利用实验数据对SVM进行训练,建立穿透点和未穿透点的分隔面,进而预测新结构弹道极限特性.SVM的训练问题是以实验点分类正确性为约束,预测置信度最大化为目标的二次规划问题,用Lagrange对偶方法有效求解了该训练问题,并通过附加Lagrange乘子的上限约束处理不可分数据集.引入二次核函数将线性SVM推广到非线性,有效实现了实验点的分类.利用超高速碰撞实验数据对SVM弹道极限预测模型进行了验证,计算对比表明SVM方法有效预测了弹道极限,并且精度高于NASA JSC单层板弹道极限方程.对分离面方程分离变量,建立了基于SVM的弹道极限方程显式表达式.

  • 基于内模原理的复杂挠性卫星姿态控制研究

    作者:陆栋宁 刘一武 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    首先对具有运动挠性附件的航天器的姿态动力学模型进行了简要讨论和分析,证明了对于受步进扰动的复杂挠性卫星系统,采用输出反馈PD控制仅能得到一致有界稳定的结论.为了获得闭环系统的渐近稳定性能,进一步构造了具有内模补偿的PD控制系统,并且根据Lyapunov理论给出了严格证明.基于美国GOES-8号静止轨道气象卫星公布的动力学参数,对PD控制及含有内模补偿的PD控制两类控制器进行了仿真对比,以校验所设计控制系统的有效性.最后,进行了总结并提出进一步的研究设想.

  • 环月轨道遥操作交会对接预测共享控制

    作者:张波 李海阳 唐国金 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    针对地面遥操作环月轨道航天器进行交会对接的情况,研究了大时延及复杂环境下的遥操作交会对接逼近段的轨道控制问题.结合月球轨道的力学特性,推导了环月轨道交会对接的相对动力学方程并建立了状态预测模型,利用测量信息对预测状态进行校正.基于人工势场理论,建立了人工势场函数,考虑时延和交会逼近过程中的安全性约束,设计了安全走廊和控制边界,并据此确定了人工势场的作用范围.通过状态预测,生成人工势场指令,将其与操作员的手控指令融合,形成了预测共享控制.最后,利用半实物仿真系统开展仿真试验,对文章所述方法进行了校验.仿真结果表明,采用人机联合的预测共享控制方法,能有效克服大时延及环境复杂多变的影响,抑制交会对接逼近过程中的轨迹发散,提高交会对接成功率和安全性.

  • 空间快速绕飞与视线指向的建模与控制

    作者:张庆展 曾占魁 靳永强 赵金才 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    研究了航天器空间任意方位快速绕飞与视线指向的建模与控制问题.定义合理的绕飞参考坐标系和期望姿态坐标系,将该问题转化为绕飞参考坐标系内的XY平面运动和绕期望姿态系y轴的姿态跟踪控制.通过引入期望相对位置矢量,建立了航天器空间一般相对运动与视线指向的普适模型,并设计了相应控制律.以实现与目标轨道异面的快速圆绕飞视线指向为例进行了数学仿真,仿真中绕飞航天器采用冗余推力器配置,并引入伪逆法实现了控制指令的动态分配.数学仿真结果表明了该方法的正确性.

  • 输出重定义的高超声速飞行器鲁棒自适应控制律设计

    作者:路遥 王青 董朝阳 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    针对一个吸气式高超声速飞行器模型,研究了其鲁棒自适应控制方法并进行了稳定性分析.针对高超声速飞行器的非最小相位特征,通过输出重定义的方法使非最小相位系统的不稳定零动态变为渐近稳定.采用反馈线性化方法设计控制器,实现对速度信号和航迹角信号的稳定跟踪,同时采用切换控制方法消除系统不确定性带来的影响,提高系统的鲁棒性.稳定性分析结果证明系统具有公共李雅普诺夫函数,且所有状态量均能收敛到原点附近的一个小邻域内.仿真结果表明,所设计的控制系统能够有效跟踪参考轨迹,且在给定的有界连续不规则变化模型不确定性和外界干扰范围内也具有良好的跟踪性能.

  • 基于角增量和角速率的旋转矢量算法的等效性

    作者:王立冬 孟亚峰 高庆 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    推导了基于角增量和角速率的两种旋转矢量算法(RVA)及其计算误差,并从理论上分析、比较了两种RVA及其圆锥补偿误差(CCE);在不考虑传感器误差情况下,对两种算法的CCE进行了基于典型圆锥运动的仿真.结果表明,两种RVA的CCE由采样频率和圆锥运动频率的比值定量确定:当比值大于1 000时,相同子样数的两种算法的CCE相等;两种RVA具有圆锥误差补偿效应的范围为该比值介于3和1 000之间.在该有效范围内,CCE随比值的减小而单调增大,并且相同子样数的两种算法的CCE随着子样数的增大而趋于相等;当比值小于等于3时,两种算法的圆锥误差补偿效应同样减弱.从而得出两种算法的圆锥误差补偿效应的近似等效性.对于捷联惯组的设计、RVA的选择及其在惯组高动态环境下的应用具有一定指导作用.

  • 旋转微动目标InSAR三维成像特性分析

    作者:张静克 代大海 邢世其 王雪松 肖顺平 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    基于单航过InSAR系统,对任意姿态旋转微动目标的InSAR干涉相位以及三维成像特性进行了研究,首次揭示了微动目标在InSAR成像中的“栅栏”效应.首先建立任意姿态旋转微动目标的三维几何模型和回波模型,并给出SAR成像结果.然后通过对比InSAR主/辅通道的SAR成像结果,证明微动目标的干涉相位近似等于微动目标旋转中心所处位置的干涉相位,微动目标的旋转参数、旋转平面的姿态对其影响可以忽略.在此基础上通过分析InSAR成像结果,指出旋转微动目标的InSAR三维成像呈现为沿方位向分布的“栅栏”效应.“栅栏”的高度和长度分别由微动目标旋转中心的高度向坐标和旋转参数决定.仿真验证了理论分析的正确性.

  • 一种空间目标翻滚周期估计的新方法

    作者:寇鹏 牛威 张瑞 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    针对传统自相关和频谱周期估计方法常会出现虚假周期,提出一种基于非参数检验经验模态分解的周期估计方法.首先对空间翻滚目标的RCS序列进行形态学闭运算提取趋势特征,然后对闭运算后的RCS序列进行经验模态分解,对分解得到的每个本征模态函数(IMF)进行谱分析得到其IMF周期,最后基于非参数检验理论,对每个IMF周期进行分组求秩检验得到目标的翻滚周期.仿真和实测试验结果表明,该方法不仅能够克服虚假周期的影响,而且能够明显改善对翻滚周期的估计精度.

  • 一种等效快速非正交联合对角化算法

    作者:张江 张杭 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    针对空间源信号参数估计实时性的需求,提出一种等效快速非正交联合对角化(EFJD)算法.该算法具有计算复杂度低和收敛速度快的特点,可有效提高空间源信号参数估计的实时性.该算法从两个方面减少运算量,从而加快联合对角化的收敛速度.一方面根据欲联合对角化的目标矩阵组中矩阵的个数通常大于矩阵秩的实际情形,对目标矩阵组进行预处理,将其中的矩阵个数降为矩阵的秩,减少了每次迭代的运算量;另一方面对初始值进行优化,减少了迭代次数.数学推导证明,当目标矩阵组中矩阵的个数相对于矩阵秩取较大值时,EFJD算法就可降低运算量,而且运算量随二者差值的增加显著降低.仿真结果不但验证了这一结论,还表明其联合对角化精度较快速Frobenius范数对角化(FFDiag)算法有所提高.

  • 中国宇航学会2014年学术年会征文通知

    作者: 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    为了推进航天学术交流与研讨,繁荣学术思想,引领学科发展,促进航天技术发展与创新,中国宇航学会拟于11月12日-13日在北京(暂定)组织召开“中国宇航学会2014年学术年会”。年会将云集我国航天领域有关政府部门、企业和有关单位的领导、院士、专家、学者和航天科技工作者,欢迎大家积极参与,踊跃投稿。

  • 中国宇航学会赴美太空营训练夏令营

    作者: 期刊:《宇航学报》 2014年第03期

    为更好地普及航天科技知识,激发青少年对航天科技的兴趣,为中国青少年提供一个走出国门、开阔视野、广交朋友的机会,中国宇航学会从2002年开始组织赴美太空营训练夏令营活动,除2003年和2009年外,每年组织50名左右师生赴美国进行航天训练和参观游览。

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