摘要：研究发射轨道的外热流是卫星热控制系统设计的基础。针对上面级发射轨道的特点和卫星姿态,推导出上面级滑行段和点火段瞬态及平均外热流计算公式。以北斗三号中轨导航卫星为例,给出了阳光和轨道面夹角随太阳黄经和升交点赤经的变化关系,以及最长阴影时间、滑行段旋转角速度约束条件的分析方法,在此基础上确定了上面级阶段卫星的极端外热流工况并给出了外热流计算结果。

摘要：上面级结构复杂,各组件之间的刚度、质量差异很大,且飞行时处于高过载状态,如设计不合理,易产生局部模态和应力集中的问题,影响结构安全。应用PATRAN/NASTRAN软件系统进行上面级结构的力学特性预示,对出现的模态局部化和应力集中进行了分析,并提出改进设计方案,比较了改进设计前后的效果,改进后的模态和应力情况都得到明显改善。

摘要：针对多星部署先进上面级变轨段三轴姿态严重耦合以及主发动机开机引起的较大干扰力矩问题,研究了基于反馈线性化的姿态解耦算法。通过给出上面级多星部署任务中的坐标系和姿态角定义,建立了欧拉角描述的姿态动力学与运动学方程。分析了推力矢量与姿控发动机的控制方案,描述了该方案中主发动机、伺服机构和姿控发动机的配置结构,推导了推力矢量控制中的主发动机摆角计算公式和主发动机工作时质心偏移引起的干扰力矩。基于反馈线性化理论,设计了上面级姿态解耦控制律。算例验证结果表明姿态角速率误差和姿态角误差能够快速趋于1°/s和0.5°。文中设计的姿态解耦控制算法具有良好的稳定性和可行性。

摘要：针对上面级直接入轨卫星转移轨道阶段用电需求如何解决的问题,文章根据上面级供电接口通用设计原则,从电源拓扑、箭内星用电池、供电安全等3个方面提出"一箭双星"上面级直接入轨卫星星箭电接口具体设计方法,并对其发射应用情况进行了总结。应用结果表明,该设计可以满足卫星与上面级分离前5h以上的用电需求,可以为各类型的上面级直接入轨卫星星箭供电接口设计提供参考,解决转移轨道段用电难题,提高卫星用电效率和可靠性。

摘要：针对运载火箭上面级惯性导航设备提供的姿态信息随时间累积而误差逐渐增大的问题,提出了基于扩展卡尔曼滤波的星敏感器/陀螺组合姿态确定算法,并为加快工程样机研制设计了基于Matlab/dSPACE平台的实时仿真系统。基于地心第二轨道坐标系和上面级体坐标系,给出了姿态角定义,推导了姿态转换矩阵。通过分析组合定姿方案和姿态状态估计方法,设计了基于误差四元数的滤波器;为减少算法的计算量,采用了离线计算次优增益矩阵的方法。进行了星敏感器在回路中的半实物仿真。仿真结果表明组合定姿精度优于50″,且能够准确估计陀螺常值漂移。该算法精度高,速度快,实时仿真系统具有很好的参考和应用价值。

摘要：设计了一种基于NSGA-Ⅱ的中途修正时机优化算法.基于上面级运动方程和Lambert远程变轨,通过算例验证了中途修正的必要性,确定了修正策略.引入NSGA-Ⅱ算法,对中途修正的目标函数进行优化,得到了修正时刻的最优解集.结果表明,该算法得到的修正时机优化Pareto最优解集完整且分布均匀,中途修正效果很好.

摘要：针对具有非线性和惯量积耦合的多星发射上面级姿态控制系统,提出了两种控制器综合方法。首先,基于奇异摄动理论,把姿态动力学分解成姿态角和姿态角速度跟踪内外两回路;将非线性动力学模型伪线性化,在每个跟踪回路用State-Dependent-Riccati Equation(SDRE)获得自适应非线性控制律,通过SDRE局部渐近稳定的特点保证系统闭环稳定。其次,基于分段仿射切换理论对原始非线性模型建模,设计了简单的分段仿射控制器,具有明确的航天物理意义,便于工程应用;最后,对两种控制方案进行了仿真验证和对比,结果两种方法都满足控制要求,其中分段仿射控制器便于工程应用。

摘要：以部署4颗中高地球轨道(MEO)卫星为例,对上面级多星部署的轨道设计方法进行研究。首先采用冲量变轨的方法进行上面级多星部署策略研究,并选择了最省能量的多星部署方案;然后通过坐标转换,在轨道坐标系中,用数值计算的方法对选定的上面级多星部署方案进行详细的轨道设计。

摘要：基础级运载火箭各电气系统独立供配电,不但造成设备重复,成本增加,而且整套系统兼容性差,可靠性低。为此,提出了以控制系统为主体的电气系统供配电一体化设计思想,并给出了运载火箭上面级供配电一体化设计方案。通过供配电一体化设计,可以进一步提高上面级整个电气系统的集成性和可靠性,并有效降低成本。

摘要：针对上面级火箭强实时性、高可靠性和空间抗辐射的要求,提出一种基于多冗余可重构的计算机技术。描述上面级箭载计算机体系构架、工作模式、冗余重构、自主恢复、抗辐照设计等关键技术,运用多模冗余、可重构、自主恢复等进行上面级箭载计算机设计,从而提高上面级箭载计算机空间环境下的可靠性。实验结果表明,上面级箭载计算机可容忍双余度故障并对故障进行有效的检测,故障机自主恢复时间小于8 s。