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宇航学报杂志 2014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
  • 空间太阳能电池阵列技术综述

    作者:谢宗武 宫钇成 史士财 金明河 王达 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    阐述了太阳能电池阵列技术的演变过程,分析了促进太阳能电池阵列技术发展的需求;然后针对太阳能电池阵列技术的发展问题,逐次对光伏系统、结构框架、展开机构技术进行了深层次的剖析,分析了各自的特点、发展状况以及应用情况,并展望了未来太阳能电池阵列技术的发展趋势;最后提出了太阳能电池阵列技术将朝着高效率、低成本、轻质量、长寿命、高可靠性的方向发展。

  • 月球取样返回器舱-盖分离安全性分析

    作者:高树义 王海涛 程文科 荣伟 贾贺 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    采用计算流体动力学(CFD)数值仿真和飞行动力学耦合的方法,对月球取样返回器伞舱盖弹射分离过程的安全性进行了仿真研究。同时利用月球取样返回器回收系统工作过程的动力学仿真系统,对舱盖伞-伞舱盖与降落伞-返回器组合体下降过程中的安全性进行了分析。研究结果表明:月球取样返回器回收系统伞舱盖的弹射分离速度的设计是合理可行的,伞舱盖的分离是安全的;伞舱盖分离后,舱盖伞-伞舱盖组合体和降落伞-返回器组合体之间不存在碰撞的可能性,下降过程也是安全的。本文工作为月球取样返回回收系统的工程设计提供了理论依据。

  • 机动参数在线标定的月球探测器制动段实时定轨

    作者:张中凯 陈世杰 杜兰 旦增曲英 王贺 张启福 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    月球探测器的软着陆过程要求实时监测探测器的运动状态,该过程包含复杂的轨道控制和姿态调整。本文以精确监测探测器轨道机动过程为目的,建立了线性的姿控力模型和平均化的轨控推力模型,在此基础上建立增广系统的滤波方法,利用高精度连续跟踪观测数据在线标定探测器机动的动力学参数,补偿动力学参数的不确定性,实现机动过程的实时轨道确定。

  • 侧向喷流与舵面运动相互干扰的数值模拟研究

    作者:陈坚强 陈琦 谢昱飞 张毅锋 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    针对脉冲喷流以及舵面运动与侧向喷流间相互干扰的非定常动态响应问题,应用非定常数值模拟方法和局部网格动态变形技术,研究了脉冲喷流启动和关车时喷流干扰流场的建立过程,分析了不同频率的脉冲喷流间可能导致的干扰效应。研究发现,高频的脉冲喷流问会形成强烈的干扰,严重时喷流放大因子只有正常情况下的1/4。舵面的快速运动也会导致严重的非定常迟滞效应,舵面运动与喷流干扰效应的相位延迟甚至超过90°,因此在进行舵面与喷流的复合控制系统设计时,必须考虑舵面运动导致的非定常迟滞效应。

  • 轨控发动机羽流红外辐射的数值仿真

    作者:郑才浪 朱定强 乔要宾 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    针对工作在高真空环境下的轨控发动机,数值模拟了其羽流红外特性。首先计算了考虑化学反应的轨控发动机喷管的内流场和外流场,得到了温度、压力、组分浓度等参数的分布。基于HITRAN2008和HITEMP2010数据库采用逐线积分法编程计算了气体光谱吸收系数。最后在此基础上用有限体积法建立的求解辐射传输方程的模型,计算得到羽流红外辐射强度在2~10μm范围内随波长变化的曲线。分析了羽流气体组分、波长、探测角度对羽流光谱辐射的影响,与同类文献中的计算结果进行了比较,结果表明:本文的计算模型和方法能较好地模拟轨控发动机羽流的红外辐射特性。

  • 考虑气动-推进-弹性耦合的高超声速飞行器面向控制建模与分析

    作者:张希彬 宗群 曾凡琳 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    针对高超声速飞行器机身极易发生弹性振动,模型具有非线性、强耦合及不确定性等特点,提出了考虑气动-推进-弹性耦合的综合建模方法。首先,利用假设模态法计算弹性模态及弹性振动效应,采用斜激波和普朗特-迈耶流理论、Eckert参考温度法及一维可压缩流关系式估算气动力、俯仰力矩及推力,考虑气流黏性及机身弹性变形影响,加入了黏性及弹性振动效应,更接近于真实物理特性;然后分析了弹性振动引起的机体变形角及机身表面流体特性;并基于机理推导所获取的气动数据,利用曲线拟合方法,建立了考虑气动-推进-弹性耦合的高超声速飞行器面向控制模型。气动和动态特性分析结果表明,弹性振动改变了飞行器弹性模态及气动布局,面向控制模型降低了模型复杂度,并保留了机理模型的物理耦合特性及非最小相位现象。

  • 时间固定的两航天器追逃策略及数值求解

    作者:张秋华 孙松涛 谌颖 孙毅 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    针对时间固定的两航天器追逃问题,基于微分对策理论研究了追逃双方的最优控制策略及求解方法。研究在两航天器均为连续小推力假设条件下,以终端距离为支付函数,追踪器希望支付最小,逃逸器希望支付最大,并考虑时变的轨道高度及时变的角速度建立对策模型,模型具有高维时变特征;由对策必要条件,对策研究最终转化为高维时变非线性两点边值问题的求解。提出采用多重打靶法和多目标遗传算法的混合算法,可以解决航天器追逃这类两点边值问题,并给出数值求解的具体方法。方法中,涉及边值问题中的协态变量初值估计时,采用多目标遗传算法给出初值估计,再由多重打靶法求两点边值问题的解。仿真实例表明:混合算法针对这类追逃问题,既能保证计算精度,又具有较好的鲁棒性,算例最终给出了追逃双方的最优控制策略和相应的追逃轨迹。

  • 空间绳系机器人目标逼近姿态协调控制

    作者:王东科 黄攀峰 孟中杰 徐秀栋 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    针对空间绳系机器人对目标逼近过程中的姿态协调控制问题,设计了一种基于可移动系绳点的姿态协调控制机构,利用系绳实现姿态的协调控制。针对该类型空间绳系机器人,进行动力学建模,并对其动力学特性进行了分析。为了克服利用系绳拉力进行姿态协调控制过程中,拉力波动对姿态控制的影响,采用具有较强鲁棒性的滑模变结构方法设计了姿态协调控制器。可移动系绳点的姿态协调控制机构提供空间绳系机器人两个方向的姿态控制力矩,另一个方向的控制力矩通过空间绳系机器人自身提供,从而实现逼近过程中姿态协调控制。仿真结果表明,通过可移动系绳点的姿态协调控制机构,利用系绳拉力可实现空间绳系机器人目标逼近过程中的姿态控制,并且达到节省姿态控制燃料消耗的目的。

  • 半捷联寻的导引头寄生回路稳定性分析与制导精度分析

    作者:宋建梅 蔡高华 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    对半捷联寻的导引头的寄生回路稳定性进行了分析,研究了半捷联寻的制导系统主要参数变化与各误差源对制导精度的影响。首先进行了半捷联寻的导引头跟踪控制系统设计,建立了半捷联寻的导引头隔离度数学模型及由隔离度函数引起的寄生回路数学模型,推导了隔离度函数最大幅值与导引头系统参数之间的解析表达式,给出了寄生回路稳定判据,建立了寄生回路稳定域与导引头控制器参数之间的约束关系。基于伴随技术推导了目标机动及测量元件噪声所引起的脱靶量与弹体过载的显式解析表达式。最后针对实际的半捷联寻的制导系统进行了精度分析,给出了制导系统主要参数变化对制导精度的影响规律,确定了各种误差源信号对制导精度的影响程度,为半捷联寻的制导系统总体设计提供了理论依据和技术支撑。

  • 局部交叠异步切换网络化飞行器的控制系统设计

    作者:徐利杰 王昭磊 王青 董朝阳 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    考虑存在时变短时延及丢包的飞行器网络环境,研究了全包线网络化飞行器的控制系统设计问题。首先采用切换系统模型来描述全包线飞行动态,同时考虑全包线飞行切换律的局部交叠特性,为降低设计保守性,将建立的全包线飞行器切换系统划分为若干局部交叠切换系统。同时,考虑由于控制器切换滞后引起的异步切换问题,进一步将系统建模为局部交叠异步切换系统。在此基础上,结合公共Lyapunov函数和平局驻留时间稳定性分析方法,以LMI形式给出了保证系统全局稳定的鲁棒控制器设计方法。最后,以某HiMAT飞行器为例给出数值仿真,校验了所提方法的有效性。

  • 基于3星子集的GPS快速选星算法

    作者:霍国平 缪玲娟 高志峰 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    针对高精度GPS导航系统中,空间星座数量变化时由星座选择带来的运算量较大的问题,利用Sherman-Morrison矩阵求逆引理,推导得到GDOP(Geometric Dilution of Precision)值的增量递推计算公式。在此基础上提出一种基于由3颗GPS卫星组成“3星子集”的快速选星算法,并利用LLRB树(Left Leaning Red-Black Tree)的存储搜索策略辅助快速产生最佳4星组合。相对于传统GDOP选星法,在可视星卫星数增加时,浮点数运算量(FLOPs)可减少将近一半;当可视卫星数减少时,FLOPs可降低到接近为0。实际试验结果表明,3星子集选星方法可以有效降低星座突变时由星座选择带来的时间消耗,提高星座更新的实时性。

  • 基于有向图构造的卫星遥感图像认证算法

    作者:易小伟 马恒太 郑昌文 胡晓惠 郑刚 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    针对空间链路低带宽和高误码率下的数据安全问题,提出了一种基于有向图构造的卫星遥感图像认证算法。该算法利用率失真理论建立认证优化模型,通过构造有向图获得认证代价和丢包鲁棒性之间的优化权衡。首先,通过分析遥感图像数据压缩码流的结构和位平面编码特点,设计了一种保持码流语法结构的分层分包策略。然后在此基础上,分析了不同层数据包的质量权重和编解码依赖关系,进而采用散列链和散列树相结合的方式来构造最优的认证图,从而实现对图像数据的非平等认证保护。最后,对认证算法的代价、丢包鲁棒性进行了比较分析及仿真实验,并进行了安全性分析。实验结果表明,在不同码率下该算法较其它算法具有更高的峰值信噪比(Peak Signal-to-Noise Ratio, PSNR),即在相同代价情况下该算法较其它算法具有更强的丢包鲁棒性。

  • 一种鲁棒的压缩感知高分辨率DOA估计方法

    作者:王超宇 朱晓华 李洪涛 顾陈 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    为了改善压缩感知多目标波达方向(Compressive Sensing DOA,CS-DOA)估计中系统感知模型与目标角度信息失配引起的目标参数提取能力下降的问题,本文在建立系统感知模型与目标角度信息失配条件下的DOA估计联合稀疏感知模型的基础上,将多测量矢量欠定性系统正则化聚焦求解算法(RMFOCUSS)和LASSO(Least-Absolute Shrinkage and Selection Operator)算法相结合,提出了一种鲁棒的高分辨CS—DOA估计方法。该方法对目标角度信息矢量与系统感知模型失配误差进行交替迭代优化求解,降低了由系统感知模型失配引起的DOA估计误差,改善了压缩感知重构算法无法用于低信噪比的缺陷,且具有较低的运算复杂度。计算机仿真验证了该方法的有效性和优越性。

  • 基于双线性基函数的TDIE方法求解空间目标电磁特性

    作者:赵庆广 赵延文 黄小虎 路同山 陈占胜 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    双线性(LL)基函数是在三角形单元公共边上法向和切向均线性变化的基函数,本文选取LL基函数作为基函数,推导了求解时域电场、磁场以及混合场积分方程的时间步进算法,给出了时域阻抗矩阵元素的计算表达式,在不同网格和相同未知量情况下对比了基于LL基函数的求解与基于RWG函数的求解精度。研究了求解含有大量棱边、棱角、板、体结构的导弹、卫星空间目标电磁特性的精度。数值结果表明,在没有增加计算量的情况下,LL基函数提高了时域磁场和混合场积分方程求解精度,适合于求解含有大量棱边、棱角、板、体结构的空间目标电磁特性。

  • 一种空间热环境综合监测仪的设计

    作者:谭沧海 潘增富 钟奇 武向军 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    给出了一种空间热环境综合监测仪设计,它采用比对方法,通过在轨温度和功率遥测,综合测试航天器在轨飞行过程中受到的空间热流和表面热控涂层性能变化。该监测仪具有可实时监控、结构简单、重量轻和易于使用的优点,可应用于低轨遥感、长寿命高轨卫星和深空探测等航天活动中轨道热环境的监测。

  • 切割索可靠性评定的强化试验方法

    作者:张涛 荣吉利 宋乾强 吴义田 冯韶伟 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    针对切割索自身性能参数难以实时测量的情况,从表征其实现功能的关键参数(如被切割金属板的厚度)入手对其可靠性进行研究。首先利用升降法及最大包络法获得切割索最大临界功能参数的分布模型,进而通过强化其功能参数的试验方式,给出了切割索可靠性评定的强化试验方法。实例表明:利用所提出的方法,能够实现用10发以内的试验样本量评定切割索0.99999(置信度为0.95)的可靠性,为切割索的可靠性评定工作提供了技术途径。

  • 空间技术未来发展及应用研讨会——空间信息系统及有效载荷征文通知

    作者: 期刊:《宇航学报》 2014年第05期

    为加快促进前沿科学和新兴技术在空间领域应用的研究,加强未来空间技术发展与应用的交流、创新思维的碰撞,进一步营造空间技术创新研究的氛围,中国宇航学会将于每两年举办一次空间技术未来发展及应用学术研讨会,并由中国航天科技集团公司钱学森空间技术实验室具体承办。

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