摘要：研究了轮控航天器姿态控制规律的设计与参数整定问题。采用xyz转序欧拉角描述航天器姿态,建立了航天器动力学及运动学方程,并设计了非线性解耦控制律,使得各回路可独立设计PID控制器。以滚动回路为例,分析了PD控制参数与系统带宽、截止频率、相位裕度等多项频域指标的关系,从而设计有效的稳态控制器以应对挠性结构振动和系统时延等;接着根据姿态控制特性给出了积分参数选取及积分饱和处理策略;同时为快速完成姿态机动,结合时间最优控制特性分析了控制参数与机动角度的关系;此外,执行机构效率和系统干扰力矩等因素也被用于控制参数域的整定。最后利用整定策略设计了某型卫星的姿态控制器,并通过频域分析和数学仿真检验了该方法的有效性和实用性。

摘要：以框架角受限的金字塔构型控制力矩陀螺(CMG)为执行机构,研究了航天器欧拉姿态机动控制问题。考虑控制力矩及航天器角速度约束等因素,对已有的姿态机动控制律进行了改进,使其能实现绕欧拉轴的大角度姿态机动。同时考虑力矩陀螺框架角受限情况,通过适当加入空转指令对框架角进行重构,设计了复合控制形式的控制力矩陀螺操纵律,并通过过渡域对切换过程进行削抖。数值仿真表明,所设计的复合控制操纵律能有效通过框架角重构发挥控制力矩陀螺控制能力,且姿态机动控制律能保证系统的欧拉旋转。

摘要：本文旨在实现EP卫星X射线望远镜的精密控温,通过建立Wolter-I型掠入射X射线望远镜数学传热模型,揭示了热量在聚焦镜组中的传递规律,并设计了两类主动控温加热器。针对望远镜非均匀、不连续构型导致的热场调控难题,提出了最优化精密控温方法,兼顾控温指标与工艺研制难度,构建了关于热量补偿如何分区调配的代价函数。通过设置关于平均偏差、最大偏差、区域个数、最小区域长度的权重参数,获得了第一类加热器最优化设计方案。整星级真空试验结果表明:54个镜片温度范围为19.1~20.9℃,且时域温度稳定性较好,波动小于0.2℃,满足X射线望远镜(20±1)℃的指标要求,权重参数设计合理。本研究提出的方法,成功应对了非均匀、不连续X射线望远镜精密控温难题,为温度要求较高的空间科学探测器提供了技术支持。

摘要：在空间开展太阳观测是研究太阳活动周、太阳爆发、极端天气等事件起源的重要手段。环日全景探测计划是为实现从黄道面360°全方位观察太阳行星际空间而提出的。本文针对环日全景探测计划,构建了基于三体系统平动点低能量轨道的环日全景轨道部署方法。该方法以日–地L1/L2点Halo轨道幅值及Halo轨道离轨点为变量,以转移轨道飞行时间、入轨机动大小为评价指标,基于三体系统不变流形构建环日全景的转移轨道,并开展轨道优化设计。采用等高线图对设计变量及任务成本进行全局分析。仿真计算表明,轨道部署无法同时满足飞行时间最短与入轨机动最小的要求。设计了轨道机动约束条件下的最优飞行时间解,并给出了基于长三甲运载火箭的一箭双星发射及入轨方案。

摘要：研究无阻力卫星构成的双星串行编队相对位置的有限时间控制问题。首先,选取两颗卫星位置连线中点为参考坐标系原点,考虑J2摄动项,建立了双星相对位置的动力学模型。与传统的主从式卫星编队模型中假设主星为理想运动不同,本文的建模方法同时考虑了两颗卫星受到扰动的情况。而后,为使无阻力卫星编队相对位置快速达到期望状态,采用自适应参数更新律和加幂积分技术设计控制律,实现了闭环系统的实际有限时间稳定。最后,通过数值仿真校验了本文控制器的有效性和鲁棒性。

摘要：针对空间非合作目标六自由度位姿估计问题,基于卷积神经网络设计一种轻量化网络LSPENet,无须手动设计特征便可实现端到端的位姿估计。使用深度可分离卷积、高效通道注意力(ECA)机制构成基本模块,兼顾了网络的复杂度和准确度。设计两个分支分别用于估计位置和姿态,位置估计使用直接回归法,姿态估计引入软分配编码。在URSO数据集的实验结果表明:姿态软分配编码相比直接回归姿态能够显著减小姿态误差;相比其他端到端位姿估计网络,所提网络的参数量减少76.7%,单幅推理时间降低13.3%,同时位置估计精度提高54.6%,姿态估计精度提高57.8%。实现的轻量化端到端位姿估计网络为星载单目视觉位姿估计提供了新思路。

摘要：分析了回流离子基本物理特性及特征参数的检测与信号处理方法,设计了激光干涉实验方案。简要介绍了该实验方案的优缺点,并针对具体实验调试工作中出现的不利于信号检测的问题,总结出了解决方法:严格按照成像质量要求进行光学元器件的设计、加工、选型、调试,可获得较为理想的静态干涉图像;在激光干涉条纹输出与分幅相机之间增加一定缩束比例的缩束镜,可获得动态干涉图像;采用铅等重金属材料对分幅相机进行屏蔽可提高测量图像的信噪比;在6μs时间段内,采用变时延和时间间隔的方法,获得了回流离子的状态信息。最后对实验所获得的干涉图像进行了分析处理,获得了假设条件下回流离子的密度分布。

摘要：对XTCE的内容和特点进行了介绍,给出了基于数据模型的卫星XTCE文件设计思路,详细描述了XTCE文件中空间系统,遥测遥控统一模型的设计方法,以及XTCE文件的应用方法;基于数据模型的卫星XTCE文件设计方法在实际项目中的应用表明,该方法可以快速、高效的进行XTCE文件的设计和修改,简化了卫星数据交换格式设计的流程,增强了数据交换格式的通用性和继承性,促进了各应用系统间的信息交换,提高了卫星研制的效率和可靠性。

摘要：研究由两颗无阻力卫星构成的、用于重力场测量的松散式编队相对位置控制方法,主要解决编队控制所产生的非重力加速度在重力场测量频带内的干扰抑制问题。首先,选取双星位置中点作为编队系统质心,建立了考虑J2摄动项的双星相对动力学模型。然后,根据定量反馈理论(QFT)确定系统在频域内的跟踪性能、鲁棒稳定性、输入干扰抑制等约束。与当前常规的对角型QFT控制器设计方法不同,本文针对编队系统的多输入多输出(MIMO)通道强耦合特性,设计了更具一般性的满系数矩阵鲁棒控制器,不但实现了闭环控制回路整定、通道解耦和稳态收敛,还有效抑制了编队控制量功率谱在科学测量频带内的干扰。最后,通过在时域中的数字仿真校验了该方法控制器的有效性和鲁棒性。

摘要：简要介绍了回流离子特性参数的检测要求,分析了多种不同检测方法的特点,进行了离子检测综合实验方案的设计。介绍了激光干涉+分幅相机测量、法拉第筒测量、基于单晶硅片的固体径迹测量3种实验方法及实验结果的分析过程,对各自的原始实验数据进行了具体分析,给出了分析结果。对3种实验方法的分析结果,采用信息融合技术,对电子束打靶时所产生的回流离子的种类、运动速度和密度等特性给出了综合性的分析结论,有助于进一步正确认识束靶作用区的物理特性。