摘要：研究非固定时间的航天器双脉冲交会轨迹优化问题,设计了基于梯度分割区间优化算法(GIOA)。该算法结合所研究问题的特点,使用每次只选择有限个区间进行操作的区间选择策略、基于梯度优化结果的区间分割策略、基于单调性的区间紧缩策略以及约束条件测试和基于梯度的目标优化估计值更新策略等。梯度优化算法仅用于区间分割和目标优化估计值更新,不但没有影响GIOA对区间优化算法全局性和收敛性的继承,同时加快了包含优化解的小宽度区间的出现,提高了目标优化估计值的更新速度,并由此提高了运算效率。区间选择策略的使用,控制了决策变量区间数量的增长,降低了算法运行的存储需求。算例仿真中,成功求解非固定时间双脉冲交会问题,并展示出算法的优势。

摘要：证明在城市快速道路上合并车道,其实际通行能力将因车流交织行为而发生退化,以至小于前行车道的设计通行能力.文章运用全概率公式,构造了半马尔可夫转移方程组,其输入变辆是车辆到达率及车辆让行率,它们分别反映了车流情况及行车行为,然后再运用母函数分析方法,给出了车辆队列有限与无穷的临界点.

摘要：在限制性四体模型下研究基于小推力方式的地月低能转移问题,通过借助于平动点轨道的相空间结构来揭示小推力转移的机理。重点研究了小推力转移自由飞行段的构造:经由LL1点穿越获得最小能量的低能转移;而经由LL1点Halo轨道穿越,得到(M,N)-圈穿越轨道;由于Halo轨道相对于平动点增加了一维度的选择,根据(2,2)-圈穿越轨道构造该转移的自由飞行段。在地球势阱逃逸和月球势阱捕获段,分别设计了合适的小推力的控制律及发动机开/关机时间,成功实施近地球段的小推力加速和近月球段的减速。尽管未对所得到的结果进行优化,所得转移轨道的燃料消耗也与类似边界条件的SMART-1轨道基本一致。

摘要：针对固体火箭发动机要求,比较了 3种可能的环排塞式喷管结构形式,认为环排瓦状塞式喷管是目前最可行的方案。以高空工作的固体发动机喷管为例,设计了一个 8单元环排瓦状塞式喷管和与其对比用的钟形喷管,在相同尺寸限制条件下,塞式喷管的面积比大大高于钟形喷管。通过数值模拟的方法对设计的环排瓦状塞式喷管的流场和性能进行了研究,分析了不同反压下塞锥流场特点和塞锥表面的压强分布。计算结果表明,塞式喷管在设计点效率为 97. 41%时,其真空效率为78. 63%。这比对比用钟形喷管的一维理想真空效率高出近2. 0%。

摘要：首先建立了塞式喷管角度特性的研究模型 ,并运用简化的塞锥设计方法设计塞锥型面 ,在此基础上 ,通过连续改变主喷管倾角来研究主喷管倾角对塞式喷管的推力性能的影响 ,并确定在给定设计条件下的主喷管最佳倾角 ,还分析研究了底部高度、内膨胀比、总膨胀比、总压和飞行高度与主喷管最佳倾角的关系以及变化规律。针对特定的塞式喷管实验发动机 ,进行了初步的变角度实验 。

摘要：利用拟坐标下的拉格朗日方程和动量矩定理,建立了带变速控制力矩陀螺群(VSCMGs,Variable Speed Control Moment Gyroscopes)的柔性航天器的能量/姿态一体化控制系统(IPACS,Integrated Power/Attitude Control System)的动力学模型,该模型适合于姿态控制律设计及VSCMGs操纵律设计.采用动量管理和VSCMGs构型选取相结合的方法,有效地避免了VSCMGs设计时可能出现的奇异问题.分析了采用VSCMGs的柔性航天器IPACS中的动力学耦合问题,并以某大型航天器为例进行了数值仿真.分析和仿真结果显示出,当VSCMGs的力矩轴接近(或陷入)奇异或进行储/放能切换时,VSCMGs都会对柔性附件造成显著影响.

摘要：为了实现航天器姿态与轨道的同步控制,提出了一种航天器姿态与轨道联合控制的非奇异自适应终端滑模控制律。首先,建立了航天器姿轨耦合运动的对偶四元数模型;其次,提出了一种姿轨联合跟踪控制的非奇异终端滑模控制律,并设计了自适应控制律以改善质量特性不确定性的影响,利用李雅普诺夫函数证明了所提控制律的稳定性;最后,绕飞小行星的跟踪控制仿真算例表明了控制律的有效性。结果表明:所提控制律具有较高的控制精度,能够在有限时间内收敛,仿真过程中不存在奇异点,抑制了质量特性的不确定性对控制的影响,且对滑模的抖振特性有抑制效果。

摘要：为保证在轨机动实时性和高精度的要求,提出了一种基于机器学习的在轨实时机动决策方法。通过优化算法离线获得摄动下的精确解,减去二体解得到速度增量差,将其投影到轨道坐标系获得速度增量摄动修正项,以此作为神经网络输出,设计网络参数并训练得到摄动修正网络、组合应用摄动修正网络和二体解实现高精度的在轨实时轨道机动决策。仿真结果表明:卫星按照该决策机动完成后的终端位置偏差与按照优化算法给出的决策机动完成后终端位置偏差精度一致,且前者决策耗时仅为后者决策耗时的0.01%左右。所提轨道机动决策方法兼顾了精度与实时性,适用于星上决策。

摘要：采用气氧作氧化剂、气氢作燃料,对具有高度补偿特性的塞式喷管和双钟型喷管进行了点火热试.介绍了气氢/气氧试验系统,以及试验喷管的结构形式、设计参数和装配照片,喷管试验件采用耐烧蚀的钨渗铜材料加工,成功进行了多次短时间点火热试.给出了试验测量参数曲线、点火热试照片和数据结果,获得了不同高度下塞式喷管和双钟型喷管的热试性能数据,和当量钟型喷管相比两者都具有较好的高度补偿特性.以推力系数效率为例,塞式喷管在低空压强比下达到92%-95%,双钟型喷管低空下为96%-98%,高空下则都在95%左右.

摘要：通过斜激波理论、准一维工程估算和特征线方法建立了一个与飞行器机体一体化的推进系统模块的气动分析模型,其中采用参考温度法估算模块的粘性效应。在此基础上分别研究了飞行器前体长度、前缘角及推进模块宽度等关键设计参数对推进模块气动性能的影响。结果表明:增大模块前体长度将使模块的升力、净推力和比冲先增后降;增加前缘角将增加升力,但降低净推力;增加模块宽度会导致等效升力下降。因此,在设计此类高超声速巡航飞行器时,应采用模块化的推进系统并折衷选择前体长度和前缘角的大小。