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宇航学报杂志 2014年第06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
  • 载荷-火箭分离导向机构参数设计及动力学分析

    作者:何智航 聂宏 杨春 张明 王旭刚 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    针对载荷一火箭分离中易碰撞以及载荷部姿态的问题,以多体系统动力学理论为基础,在ADAMS中建立了针对一种新型分离导向机构的载荷一火箭分离虚拟样机模型,分别就分离导向机构支柱刚度、高度、滚轮与载荷部之间预载对分离结果的影响进行了计算分析。结果表明:刚度与高度的取值越大,分离过程中的分离最小间隙就越大,越有利于火箭与载荷部的成功分离;预载主要影响载荷部的姿态。基于此结果,设计了一套分离导向机构的匹配参数,并结合姿态控制律,利用ADAMS与Simulink软件包进行联合仿真,校验了这套设计参数可以保证火箭与载荷部的正常分离,姿控系统可以纠正载荷部的姿态偏差。本文采用的研究方法以及所获得的结论对采用该形式分离导向装置的载荷一火箭分离问题具有普适性。

  • 皮卫星星箭分离机构运动系统设计

    作者:谢长雄 徐月同 傅建中 吴昌聚 陈子辰 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    为实现“皮星一号A”卫星无干涉分离,达到分离初始姿态要求,对皮卫星星箭分离机构运动系统进行了分析设计。首先,根据皮卫星与凸轮限位机构间的受力情况和能量守恒定理确定了凸轮轮廓尺寸和分离弹簧结构参数,在此基础上建立了星箭分离过程动力学模型,通过对动力学模型的数值计算确定满足无干涉分离条件的舱门扭簧弹性系数。星箭分离过程的仿真计算和试验校验了“皮星一号A”星箭分离机构可实现无干涉分离,皮卫星初始速度、角速率均满足所提出的各项初始分离姿态要求。

  • 月球着陆器典型故障模式分析

    作者:吴建云 王春洁 宋顺广 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    为提高月球着陆器着陆可靠性,需识别潜在的故障模式对稳定性着陆带来的影响。建立了着陆器的动力学模型,给出了着陆器着陆时的七种极限工况,作为故障模式分析的基础;针对动力下降段三种典型故障模式,即主发动机延时关机、储箱残留液体着陆和触月信号延迟发出,建立与延时关机对应的上抛、平抛运动和数学关系,与残留液体着陆等效的单摆模型,施加触月信号延迟发出所产生的推力曲线,利用Adams软件进行动力学仿真;结果表明储箱残留液体着陆影响较小,另外两种故障模式使着陆时抗倾倒性能和缓冲性能恶化,增加着陆不稳定性。

  • 多目标融合的冗余空间机械臂碰前轨迹优化

    作者:贾庆轩 张龙 陈钢 孙汉旭 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    面向在轨对接与装配任务,提出了多目标融合的冗余度空间机械臂碰前轨迹优化方法。通过分析任务特点,阐述了空间机械臂碰前的多重任务目标。针对由空间机械臂连续轨迹跟踪、碰撞姿态控制及碰撞冲量幅值优化三个目标组成的第一类任务,通过设置任务优先级融合多目标并采用基于主任务零空间的方法实现对碰前轨迹的优化;而对由空间机械臂点到点规划、碰撞姿态控制及碰撞冲量幅值优化三个目标组成的第二类任务,通过设置任务权重将多目标融合并采用遗传算法对碰前轨迹进行优化。以典型七自由度机械臂为例开展仿真实验,验证了提出的轨迹优化方法的有效性。

  • 模拟月壤钻进负载分析与试验研究

    作者:史晓萌 节德刚 全齐全 唐德威 姜生元 邓宗全 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    月壤与采样机具间的相互作用在月球自主采样器的设计、性能评价、控制和仿真等方面具有重要作用,目前对于月壤与采样机具间相互作用中的钻进负载研究尚不充分。本文基于被动土压力理论,根据不同的土体切削状态,将切削刃前土体分为堆积区和破坏区,重点分析堆积区土体和破坏区土体对总钻头负载的贡献,建立了月壤取心钻头钻进松散土体的钻进负载模型。HIT-2型取心钻头和HIT-LSI#模拟月壤的钻进试验结果表明,钻进负载理论模型与实际情况具有较高的吻合度。

  • 类HTV-2横侧向稳定性研究

    作者:高清 赵俊波 李潜 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    针对HTV-2类飞行器存在的横侧向稳定性差的问题,通过风洞试验、模态分析和参数敏感性分析方法研究了类HTV-2飞行器的横侧向稳定性。研究结果表明:与偏航方向相比,滚转静、动稳定性都更弱,表现为:攻角小于10°滚转方向是静不稳定的;在滚转动态试验中,振动曲线随时间不是呈现收敛趋势,而是出现明显非线性多频谱周期性特征。通过在模型前体布置顺气流纵向绊线促使流动对称转捩的方法,增加了滚转曲线的线性和横侧向稳定性。横侧向模态和参数敏感性分析表明,滚转模态随时间缓慢发散,系统对偏航静稳定性等参数比较敏感。

  • 空间机械臂关节精细动力学模型的建立及关节力矩控制

    作者:刘志全 危清清 王耀兵 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    针对空间机械臂辅助对接任务中的复杂关节力矩控制问题,建立了含间隙、非线性刚度及啮合阻尼的多级行星齿轮传动复杂关节精细动力学模型,该模型不仅考虑了齿轮啮合刚度,而且考虑了齿轮轴的扭转刚度。提出了一种基于关节动态扭转变形的关节力矩测量方法,并以此建立关节力矩控制系统,利用Runge—Kutta算法对关节精细动力学模型进行了数值计算。计算结果表明,此关节力矩控制方法约有1.7%的稳态误差,能满足关节力矩控制的需要;基于关节动态扭转变形的关节力矩测量方法有效地解决了提高关节力矩测量精度与保持传感器刚度之间的矛盾。

  • 航天器资源约束的时间拓扑排序处理方法

    作者:陈德相 徐瑞 崔平远 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    针对航天器自主任务规划中的资源受限、约束复杂、活动并行等问题,提出了基于时间拓扑排序的航天器资源计算方法。考虑规划结果中资源产生及消耗,采用资源约束网络模型表示规划中动作的资源需求。通过分析资源变化与动作执行时间的关系,在资源处理过程中对资源约束网络的资源突变时刻进行拓扑排序,优化了流量推进路径的选择过程,时间复杂度为O(n^2)。数值仿真结果表明,算法提高了规划过程中资源处理的效率。

  • 多约束下考虑控制饱和的自适应末制导方法

    作者:董晨 晁涛 王松艳 杨明 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    对地攻击飞行器在末制导过程中需满足导引头视场、攻角、落角等多种约束。针对这一问题提出一种多约束下的制导方法。将多约束下的制导问题转化为具有控制饱和的线性系统的镇定问题。针对该问题,利用基于参量Lyapunov方程的低增益反馈设计方法,推导带低增益参数的纵向制导律。借助LambertW函数,研究闭环系统状态收敛特性与低增益参数的关系,给出低增益参数的自适应整定方法。通过该方法在线调整参数,使各约束条件得到满足。通过数值仿真对提出的制导方法进行校验。仿真结果表明,提出的制导方法满足约束条件且获得较高的制导精度。

  • 运载火箭电液推力矢量控制系统总体设计策略研究

    作者:朱康武 傅俊勇 曾凡铨 刘洪宇 施金花 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    对典型运载火箭电液推力矢量控制(Thrust Vector Control,TVC)系统结构进行分析,对不同TVC系统中的共性问题进行归纳总结,并对先进技术在TVC系统中的应用前景进行分析和预测。给出了电液TVC系统总体设计时需要考虑的三条准则,提出使用结构设计选择树设计方法完成电液TVC系统的总体设计,使得整个设计过程变得更加简便、直观。最后以一型大推力液氧煤油发动机高可靠性电液TVC系统的总体设计为例,给出了基于结构选择树设计方法的电液TVC系统总体设计流程。

  • 多饱和约束拦截弹参数时变系统控制器设计

    作者:凡国龙 梁晓庚 侯振乾 杨军 朱学平 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    针对拦截弹参数时变和执行机构饱和非线性影响控制系统性能,提出基于齐次多项式参数相关Lyapunov理论和非线性矩阵微分方程凸多面体转换算法相结合的鲁棒最优控制系统设计方案。通过引人标准饱和约束算子,建立控制系统数学模型并给出控制系统结构;引入饱和归一化因子,把非线性参数时变微分方程转化成线性多胞型微分方程;基于齐次多项式参数相关Lyapunov理论和拓展P61ya’s定理,把参数时变多胞型微分方程转换成齐次多项式参数相关微分方程,并给出齐次多项式参数相关控制器结构;利用迭代算法把非线性矩阵不等式转换成线性矩阵不等式(LMIs),进而基于LMI凸优化理论获得控制器解,设计出的控制器是关于齐次多项式阶次g和P61ya’s松弛度d的函数;通过定点和制导控制系统仿真校验了该算法,仿真结果表明随着齐次多项式阶次g和P61ya’s松弛度d的增加,设计出的控制器在确保系统稳定的前提下改善控制系统性能。

  • 导弹协同攻击编队自适应滑模控制器设计

    作者:张磊 方洋旺 毛东辉 雍霄驹 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    针对基于领弹-从弹法导弹协同攻击编队队形控制问题,采用自适应滑模控制理论设计了编队控制器。首先通过基于微分几何理论的仿射非线性系统精确线性化方法将导弹非线性运动模型线性化,并在线性化模型的基础上建立了基于导弹跟踪误差和相对速度误差的控制系统状态方程;其次在领弹的推力方向上引入速度控制项,解决领弹速度过大的情况下,从弹无法准确跟踪的问题;最后采用自适应滑模控制方法设计了控制量受限情况下的导弹三维非线性编队控制器并证明了其稳定性。仿真结果表明设计的控制器能够实现领弹对预先规划航路点的精确跟踪及期望编队队形的形成和保持,具有较强的稳定性和鲁棒性。

  • 基于非相干积累的微小伪距偏差RAIM方法研究

    作者:沙海 黄新明 刘文祥 徐博 欧钢 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    针对传统RAIM算法难以检测连续微小伪距偏差的问题,提出一种基于非相干积累的微小伪距偏差RAIM方法。该方法通过对多个历元时刻奇偶矢量的非相干积累,使得检测统计量的非中心参数增大,从而提高算法对于微小伪距偏差的故障检测概率。理论分析和仿真结果表明,该方法在历元累加数为10时,可以显著提高对微小伪距偏差的检测性能,其可检测最小伪距偏差值约为传统奇偶矢量法的1/3。同时,该方法无需判断伪距偏差符号,在伪距偏差快速变化条件下,也能有效检测出微小伪距偏差。

  • 临近空间高超声速飞行器RCS特性研究

    作者:于哲峰 刘佳琪 刘连元 任爱民 梁世昌 陈旭明 邬润辉 黄洁 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    首次系统地对升力体外形临近空间飞行器雷达散射截面(RCS)特性开展了研究,主要研究内容包括本体及绕流RCS特性研究,亚密湍流尾迹RCS特性研究和层流尾迹的RCS特性研究等。结果显示:等离子体绕流将降低飞行器后向RCS;亚密湍流尾迹对低频段RCS影响明显,对高频段影响不明显。另外,双站雷达对临近空间高超声速飞行器也会有较好的探测效果。

  • 低轨卫星多波束接收的多普勒频移统计特性及应用

    作者:姜泉江 刘会杰 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    为确定低轨卫星多波束接收的多普勒频移特性,通过建立“多点对点”分析模型,推导了等多普勒频移曲线的解析表达式,并仿真给出了该特性曲线。得出了确定卫星各波束多普勒频移统计特性的一般步骤,并结合常见的多波束赋形设计,归纳了各波束的多普勒频移分布特性。作为应用举例,提出了多波束多通道各捕获模块差异化设计和双曲线形式波束赋形的设计思想,对星上再生处理多波束多通道接收机降低复杂度有明显的益处。

  • 适用于遥感器遮光罩的复合材料及工艺研究

    作者:章令晖 陈萍 王琦洁 房海军 李雨默 曹学强 李甲申 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    针对空间遥感器系统的发展演变,分析了遮光罩所用材料体系的变化情况,重点总结了高性能纤维增强树脂基复合材料在空间遥感器遮光罩中的应用情况。从工程化应用水平来看,目前尚处于在替代传统材料满足型号产品需求的较低阶段,本文简要归纳了其中存在的主要问题。针对蜂窝夹层结构、光阑结构、薄壁壳体结构等不同类型的空间遥感器遮光罩,本文介绍了其所适用的复合材料及其成型工艺。同时,结合材料选择、设计工艺性、工艺设计等工程化应用中的关键环节,作了尝试性地探讨,并对高性能纤维增强树脂基复合材料的实际应用效果进行了评价。最后,就未来空间遥感器系统的发展对材料工艺的需求作了展望。

  • 第十四届环太平洋地区国际航天会议胜利召开

    作者: 期刊:《宇航学报》 2014年第06期

    由中国宇航学会、美国宇航学会和日本火箭学会联合主办的第十四届环太平洋地区国际航天会议于2014年5月27日-30日在中国西安召开。本届会议的主题是:“航天技术造福人类社会”(Space technology for the benefit of mankind)。

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