摘要：针对空间机械臂系统执行器鲁棒故障诊断问题,提出一种基于改进的自适应超螺旋观测器故障诊断方法。为抑制复杂空间环境引起的外部干扰对故障诊断结果的影响,在经典超螺旋观测器的基础上引入观测器参数自适应调整算法,同时解决观测器参数过估计问题与噪声扩展问题。此外,引入小于1的分数幂和线性比例项来提高观测器的平滑性和快速性,进一步改善故障诊断效果。基于Moreno-Lyapunov函数算法分析了观测器的有限时间稳定性,证明了观测器的估计误差可以在有限时间内收敛至包含原点的邻域内,提出残差生成方法并设计了基于自适应阈值的故障诊断策略。最后,结合小行星采样空间三连杆机械臂算例,通过仿真验证了所提方法的有效性。

摘要：光纤保密通信是解决电域加解密“速率瓶颈”和光网络潜在安全威胁的一种有效途径,而实现光纤保密通信的前提是完成密码同步。为保证光纤保密通信系统成功解密,本课题组设计了一种新的全光同步方案,推导出了光纤信道传播时延差的计算公式,详细阐述了全光同步实现过程。采用OptiSystem软件分别在10 Gbit/s和40 Gbit/s加解密速率下进行了全光同步仿真实验,测试分析了密码同步状态对解密输出性能的影响,解密输出数据均与原始明文数据完全相同,而且都保持了较好的输出性能。研究结果表明,所提全光同步方案切实可行,既适用于10 Gbit/s信道速率,也适用于40 Gbit/s信道速率,既适用于常规光纤链路,也适用于经过色散补偿的光纤链路,可以有效解决光纤保密通信中的全光密码同步问题,对光纤保密通信系统的研制开发具有一定的参考价值。

摘要：近些年来,美军大力推进发展联合全域作战(joint all-domain operation,JADO)和联合全域指挥控制(joint all-domain command and control,JADC2),以此实现所有作战域下所有作战力量的完全融合,在此过程中智能决策又占据着非常重要的地位。针对联合全域指挥控制下的智能决策问题,梳理联合全域作战、联合全域指挥控制的发展历程,分析解构出实施智能化指挥决策所包含的主要内容,提出一种基于人工智能和博弈论、多目标优化相结合的指挥辅助决策方法,即智能-博弈-优化一体化指挥决策方法,并给出了此方法的理论框架和功能设计,为实现联合全域作战智能化指挥决策提供技术支撑。

摘要：飞轮系统的稳定运行对于航天器在轨安全影响重大,因而对飞轮系统进行健康状态评估至关重要。在进行飞轮系统健康状态评估建模时,不仅要求模型能够处理各种不确定性以保障评估结果的准确性,同时要求其具有透明合理的评估过程与可解释、可追溯的评估结果。因此,在深入研究置信规则库(BRB)建模方法的基础上,构建了一种新的基于可解释性建模的置信规则库(BRB-e)飞轮系统健康状态评估模型。首先,结合飞轮系统特征对模型的可解释性建模准则进行定义;在此基础上,设计了BRB-e评估模型的推理过程;然后,基于鲸鱼优化算法(WOA),提出了一种具有可解释性约束的BRBBRB-ee模型参数优化方法;最后,通过对某飞轮系统中轴承组件的评估案例研究,验证了模型在飞轮系统健康状态评估中的有效性。对比研究表明,BRBBRB-ee模型在评估结果准确性和评估过程可解释性方面具有一定的优势。

摘要：针对未来在轨服务过程中,可能遇到单个空间机器人难以独立胜任的应用场景,需要多个空间机器人协同操作,但目前针对多空间机器人协同工作空间的研究很少。考虑到解析法计算工作空间难度很大,提出了一种基于蒙特卡洛法的一般协同工作空间数值求解方法。再进一步针对空间机器人协同的特殊性,提出了广义协同工作空间的概念,并给出了数值求解方法。仿真结果表明,基座姿态约束会引起协同工作空间的缩小,同时广义协同工作空间的范围明显大于一般协同工作空间。所得结论可以为空间机器人任务设计与规划提供参考。

摘要：天基信息支援的高实效性对测控保障能力提出了严格要求,针对测控保障能力的快速评估问题,提出了一种基于层次分析法的快速评估方法。首先,依据时序和事件逻辑匹配一致性原则,将整个评估流程拆解为天基信息支援对测控需求确定、评估数据收集、制定评估指标和标准、分析评估数据、提供评估反馈和建议5个步骤,并基于拆解步骤项,确定了评估实施流程,设计了评估层级结构模型,提出了评估方法。然后,依据独立性原则确定了评估指标和标准,采用综合赋值法确定了指标权值,得到归一化评估结果,并确定不同标准对应的决策建议。最后,通过实例验证表明,方法能够快速完成测控保障能力评估,并提供对应的合理处置决策建议,可为天基信息支援的辅助决策快速提供有效依据。

摘要：2023年4月,美国太空安全联盟(SSC)发布了最新版《可持续性太空行为最佳实践》(以下简称《最佳实践》),设计了从航天器研制到任务结束后处置的全寿命太空活动要求,特别是增加了用于协调空间物体机动的道路规则内容,是SSC对现有涉及空间可持续发展的国际指南和标准的探索性延伸,对开展太空活动具有很强的实践指导性和操作性。

摘要：在当前体系对抗作战中,对敌方目标的意图识别和威胁评估对作战指挥决策具有十分重要的意义。当前目标威胁评估通常采用静态贝叶斯网络(BN),针对该方法在表达战场态势动态变化、处理未知不明确信息2个方面的问题和不足,分析动态贝叶斯网络(DBN)和证据网络在上述2个方面的优点,设计提出了利用DBN和证据网络相结合进行目标威胁评估的方法,并结合太空目标的威胁评估的具体问题,在分析威胁评估层次结构和因素确定的基础上,建立了基于DBN和证据网络的目标威胁评估模型,得到了相应的评估结果。研究结果表明,此模型在处理战场态势动态变化和未知信息上,具有一定的合理性和先进性,并且对其余相同类型目标威胁评估具有参考价值,能够为指挥辅助决策提供技术支撑。

摘要：以提高GEO三轴卫星氢镍蓄电池充电效率为目的,首次将卫星、太阳的空间信息与卫星蓄电池充电结合起来,设计了基于空间信息的蓄电池最佳补充充电方法,建立了极值法预测蓄电池充电最佳时段的解算模型,并仿真验证了蓄电池最佳充电时刻与蓄电池壳温最低时刻的一致性。在轨应用表明,采用地面解算模型充电与星上自主充电相比,有效充电容量提高了5倍,解决了常规地面蓄电池补充充电不能满足星上能源需求的难题。

摘要：针对考虑回归周期、重访周期及地面站接收数据冲突等多约束条件下太阳同步回归轨道多星组网问题,开展了基于遗传算法的组网优化研究。通过分析太阳同步回归轨道运动特性与星下点的关系,构造了回归周期内轨道的访问序列,建立了卫星半长轴、相位差与太阳同步回归轨道的关系;结合组网卫星有效载荷指标参数,分析了回归周期、重访周期与访问序列的关系及极值;将组网卫星的访问序列作为优化参数,采用二进制编码方式建立综合适应度函数;设计了遗传算子并通过种群繁殖得到优化结果。仿真结果表明,该方法能够快速设计出满足约束条件的组网优化策略。