摘要：为满足模型的有效性和可操作性,提出了以个体为对象的质量矩再入飞行器(MMV)动力学分析方法,即依靠内力和过载等物理量定性分析并设计主要参数后,再写出姿态、滑块完整动力学方程。该方程在保证MMV机动性不变的前提下,降低了系统耦合性;以驱动滑块运动的内力为控制量的简化方程是仿射型非线性方程,与精确方程的状态响应相比迎角偏差在0.01°以内,因此该方法降低了自动驾驶仪的设计难度。

摘要：针对临近空间防御作战问题,提出了一种考虑零控拦截和交班视窗角约束的中制导算法。首先基于零引力差假设分析了中末交班零控拦截条件,利用该条件可将零控拦截和交班视窗角约束向终端状态约束进行转化,为多约束中制导设计提供了更简便的思路;通过引入低维权重矩阵及控制量的谱表达式,推导了一种时间固定下的广义拟谱模型预测静态规划算法,并结合Legendre伪谱法和自适应Gauss-Lobatto积分,提高了算法计算效率,最后将其用于本文中制导设计。仿真结果表明:本文设计的中制导算法能满足零控交班约束,所需控制成本较小,制导精度和计算效率较高,且通过Monte Carlo打靶分析,在满足实时性要求前提下,对初始状态扰动和参数摄动情况仍具有较强鲁棒性。

摘要：针对滑块运动容易引起系统抖动,以及惯性主轴偏移引起系统耦合严重等问题,基于达朗伯原理对变质心飞行器结构布局进行了设计。其特点是:以主动控制力、约束反力这两种内力替换滑块受到的惯性力,代入弹体、滑块动力学模型中,并依靠内力、过载等物理量设计系统布局参数。布局设计后特点是两滑块运动通道分别重合于弹体惯性主轴方向,通过与典型布局模型相比较,显示了所提出的布局结构可保证系统具有良好的动态品质。

摘要：在空间飞行器交会对接的近程导引阶段,以小推力喷气发动机作为执行机构,同时完成轨道控制和姿态稳定。基于C-W方程提出了速度闭环交会制导方案,依据转动惯量是否为对角占优阵,姿态与轨道协调控制采用分时控制方案或同时控制方案,轨控推力和姿控力矩指令由同一套小推力发动机来执行。分析了此方案的制导误差,并提出了分步多推力弧段的小推力交会制导方法以提高制导精度。基于MATLAB/Simulink仿真平台实现了两个空间飞行器的分步多推力弧段近程交会导引仿真,仿真结果证实了所采用方法的有效性。

摘要：研究了相对黄道面有一定倾角的探测器轨道设计的问题。以金星借力轨道设计为例,分析了轨道偏心率与轨道倾角增量之间的关系。根据C3匹配原理搜索了“地球-中间天体-地球”多天体交会的发射窗口。最后,设计了与地球轨道周期相等的三次地球借力轨道,该轨道倾角可以达到黄纬30°以上。理论分析及仿真结果表明:基于地球引力设计此类轨道时,应采用多天体交会方案,才能既保证地球逃逸能量低,又保证首次飞入地球影响球前轨道偏心率较大的双重指标;同时应采用多次地球借力方案,该方案具有每次借力后轨道偏心率逐渐减小的特点,当其减小到零时,再次借力后轨道倾角不会继续增加。

摘要：研究了在共面圆轨道ＨＥＯ－ＬＥＯ变轨过程中，气动辅助轨道转移飞行器（ＡＯＴＶ）大气内飞行的闭环导引律的设计问题。应用Ｌｙａｐｕｎｏｖ方法设计最优闭环导引律，并导出了控制变量的解析形式。在仿真算例中，首先采用ＵＳ６２标准大气密度模型进行控制器的设计和仿真，然后以此控制器分别控制ＡＯＴＶ在三种不同的大气密度中飞行。仿真结果表明，ＡＯＴＶ进入三种“未知的”大气密度模型中，不迫可以完成变轨任务，还可以极大地节省燃料。所设计的导引律能补偿大气密度大范围扰动，便于实时应用。

摘要：变质心无人机具有气动效率更高、隐身性能更好、机翼结构更加简单等优点。提出了时滞更小、结构更加简单的单滑块变质心无人机布局方案,分析了滑块参数对变质心无人机动力学特性的影响,在此基础上给出了滑块的理想安装位置,并研究了变质心无人机布局方案控制效率随速度的变化情况。针对变质心无人机强耦合、强非线性的特点,基于粒子群算法(PSO)设计了自抗扰控制器(ADRC),其中扩张状态观测器估计出包含耦合和参数摄动的总和扰动项,并基于此进行动态补偿。仿真结果验证了所设计控制器的有效性和鲁棒性。

摘要：为了满足安全返港理念下的船舶设计要求,通过对某特种用途船实船设计案例的分析,按照设计流程剖析安全返港设计理念如何在船舶设计流程中体现。针对船舶动力系统设计提出满足安全返港要求的非对称式机舱布置型式,并在船舶保障系统设计中提出跨层式总管设计方法,还总结了多种通用的安全返港船舶设计方法。这些设计方法能满足安全返港规范对系统的设计要求,且其实用性和可靠性已得到实船验证,可为类似船型的设计提供参考。

摘要：针对空间目标的轨迹和姿态数据生成问题,对各类空间目标的特性进行了深入的分析,将其基准弹道分为4种类型并分别给出了设计方法,在此基础之上建立了分导弹道设计方法,该方法无需长时间的准备工作,大大简化了系统仿真的工作量。此外为模拟中段目标的微动特性建立了由微动特征量直接计算姿态数据的姿态数据生成方法,该方法无需进行积分计算,加快了计算速度。最后对以上方法进行了仿真验证。仿真结果表明,提出的方法能够在10 s内生成准确命中目标的四类基准弹道和分导弹道。此外,生成的姿态数据能够反映中段目标的微动特性,数据生成耗时短且无需事先准备工作,能够较好地满足系统仿真的要求。

摘要：研究了姿态跟踪机动问题⒀通过引入视线坐标系⑿将时变终端条件的控制问题转化为定边界的控制问题⒀建立了飞行器相对于视线坐标系的四元数姿态运动学模型⑿提供了由已知信息计算姿态四元数的函数关系⒀引入了拟欧拉角变换⑿基于拟欧拉角信号设计了跟踪机动控制律⒀通过对空间预警卫星监视低轨道飞行器问题的仿真⑿验证了设计方法的正确性⒀