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国家自然科学基金(10372011)

作品数：13 被引量：101H指数：6
相关作者：徐世杰张军金磊郑敏捷贾英宏更多>>
相关机构：北京航空航天大学清华大学更多>>
发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
相关领域：航空宇航科学技术理学更多>>

文献类型

  • 13篇期刊文章
  • 2篇会议论文

领域

  • 14篇航空宇航科学...
  • 1篇理学

主题

  • 10篇航天
  • 10篇航天器
  • 4篇力矩陀螺
  • 4篇控制力矩陀螺
  • 3篇动力学
  • 3篇卫星
  • 3篇控制研究
  • 3篇变速控制力矩...
  • 2篇能量存储
  • 2篇欠驱动
  • 2篇欠驱动航天器
  • 2篇欠驱动系统
  • 2篇小卫星
  • 2篇挠性
  • 2篇挠性航天器
  • 2篇惯量
  • 2篇反作用飞轮
  • 2篇RICCAT...
  • 1篇单框架控制力...
  • 1篇地球静止轨道

机构

  • 13篇北京航空航天...
  • 1篇清华大学

作者

  • 13篇徐世杰
  • 3篇金磊
  • 3篇张军
  • 2篇张军
  • 2篇郑敏捷
  • 2篇贾英宏
  • 1篇李俊峰
  • 1篇黄兴宏
  • 1篇张景瑞

传媒

  • 6篇宇航学报
  • 3篇北京航空航天...
  • 2篇航空学报
  • 1篇清华大学学报...
  • 1篇Acta M...

年份

  • 1篇2009
  • 3篇2008
  • 5篇2007
  • 5篇2006
  • 1篇2005
共 13 条 记 录，以下是 1-10
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排序方式：
基于SDRE方法的挠性航天器姿态控制
首先给出了用于姿态跟踪控制器设计的挠性航天器的误差动力学方程,然后用基于状态相关的Riccati方程方法对挠性航天器进行了姿态控制器的设计。采用了三种方法对SDRE控制器进行求解,即Schur法、改进的Newton法和θ...
张军徐世杰
关键词：动力学RICCATI方程挠性航天器
文献传递
基于变惯量反作用飞轮的小卫星大角度姿态机动控制研究被引量：6
2007年
研究以变惯量反作用飞轮作为执行机构的小卫星的大角度姿态机动控制问题。变惯量反作用飞轮是一种新型的动量交换装置,不仅可以通过改变飞轮转速输出力矩,还可以通过改变其转动惯量实现大范围的力矩输出。文中建立了带有变惯量反作用飞轮的星体姿态动力学方程,设计了姿态控制律和飞轮的操纵律。仿真结果表明,与一般反作用飞轮相比,当小卫星大角度机动时变惯量飞轮的转速更不容易饱和,且力矩的输出范围变宽,可以同时满足小卫星高精度稳定和快速大角度姿态机动的双重要求。
金磊徐世杰
关键词：大角度机动
基于SDRE方法的挠性航天器姿态控制被引量：18
2008年
研究基于状态相关的Riccati方程(SDRE)方法的挠性航天器姿态控制问题。首先基于挠性航天器的姿态动力学方程,推导了用于姿态跟踪控制器设计的误差动力学方程;然后用SDRE方法对挠性航天器进行了姿态控制器的设计;接着采用了三种方法对SDRE控制器进行求解,即Schur法、改进的Newton法和θ-D法,如果将期望姿态设为某固定姿态,则该控制器实际上成为一个次优姿态机动控制器;最后以某挠性航天器为背景对三种解法进行了数值仿真和比较。仿真结果显示,改进的Newton法计算精度最高,Schur法其次,尽管相比之下θ-D法的计算精度最低,但它也能保证足够的控制精度,而其计算效率是其它两种方法所无法比拟的,θ-D法高效的控制器解算使SDRE的工程应用成为可能。
张军徐世杰
关键词：动力学RICCATI方程挠性航天器
利用变速控制力矩陀螺的航天器集成能量与姿态控制被引量：7
2007年
利用变速控制力矩陀螺(VSCMG)的航天器姿态与能量一体化控制问题。针对以VSCMG为姿态控制执行机构的刚体航天器设计了全局渐近稳定的姿态跟踪控制律。将VSCMG的框架角速度和转子角加速度作为控制输入向量设计操纵律。利用加权的最小范数解得到VSCMG的姿态控制输入向量,并用与之正交的控制输入向量来以给定的功率存储/释放能量。提出了同时表征力矩陀螺模式构型奇异和转子轮速平衡的混合指标函数。对控制自由度有冗余的系统,在混合指标函数的基础上利用梯度法构建了VSCMG的空转运动,以回避力矩陀螺模式的构型奇异,并同时减小转子转速差过大引起的转速饱和以及VSCMG零奇异的可能性。利用反馈转子动能的方法规划日照期间的储能功率,以维持系统长时间工作的能量平衡。基于某太阳同步轨道卫星的数值仿真结果验证了系统的有效性。
贾英宏徐世杰
关键词：变速控制力矩陀螺能量存储
采用单框架控制力矩陀螺和动量轮的航天器姿态跟踪控制研究被引量：20
2008年
研究利用单框架控制力矩陀螺(SGCMGs)和动量轮(MWs)组成的混合执行机构,完成航天器的姿态跟踪控制。由于现有的奇异避免操纵律无法保证SGCMGs的完全可控,而且无法精确地输出指令力矩,本文提出一种SGCMGs&MWs的混合执行机构方案。首先建立了带有混合执行机构的系统动力学模型,并基于此模型设计了姿态跟踪控制律。然后利用奇异值分解的方法将指令控制力矩进行分解,并分别分配给SGCMGs和MWs,从而当SGCMGs接近奇异时,使MWs输出沿奇异方向的指令力矩。在完成指令力矩分配后再分别设计SGCMGs和MWs的操纵律。数值仿真结果表明,利用此混合执行机构能够实现力矩的准确输出,并且SGCMGs在奇异时仍然可控,从而验证了所设计操纵律的有效性及此方案的可行性。
金磊徐世杰
关键词：控制力矩陀螺动量轮
使用VSCMGs的IPACS的奇异性分析与操纵律设计被引量：6
2008年
研究使用变速控制力矩陀螺群(VSCMGs)的能量/姿态一体化控制系统(IPACS)的奇异性分析与操纵律设计问题。提出了VSCMGs的CMG奇异与IPACS奇异两种概念。对于给定的CMG奇异方向,采用优化理论得到了在该方向上VSCMGs的转子达到角动量饱和时的转速表达式,并给出了IPACS奇异的充要条件及其证明。分析了考虑星体角速度影响时的实际IPACS的奇异性质。在此基础上为实现合理的动量管理,采用加权矩阵的方法设计了IPACS的操纵律。最后通过算例验证了所得到的IPACS奇异判据的正确性,并通过数值仿真,验证了所设计的操纵律的正确性及其良好的动量管理性能。
张军徐世杰
关键词：变速控制力矩陀螺奇异性操纵律
地球静止轨道卫星扫描镜运动补偿被引量：5
2007年
研究地球静止轨道卫星的扫描镜运动补偿问题,以消除卫星姿态偏差和扫描镜法线偏移引起的光轴指向偏差.给出了带有两自由度扫描镜的航天器姿态动力学方程以及光轴指向误差的描述.以欧拉角描述卫星姿态,以欧拉轴/角参数来描述扫描镜法线偏移,并推导了这2种影响因素对光轴指向的误差传递关系.针对法线偏移不易测量的特点,利用扫描镜在特定工作模式下的准确定向能力和法线偏移的长周期特性,给出了一种偏移参数的估计算法,每隔一定的时间段对法线偏移估计值进行更新.在此基础上给出了一种基于卫星姿态和法线偏移信息的运动补偿算法,对扫描镜的扫描角和步进角分别进行补偿.数值仿真结果验证了补偿算法的有效性.
贾英宏徐世杰
关键词：地球静止轨道卫星误差补偿
采用退步方法设计的航天器姿态倾斜机动控制被引量：2
2007年
采用退步控制方法设计航天器姿态倾斜机动控制律.中间控制律采用了微分方程的形式,避免了传统退步控制方法中,对中间控制律进行的解析求导.在此基础上,采用了2种方法通过推迟控制力矩峰值出现的时间来减低对执行机构输出控制力矩最大值的要求:①改变中间控制律的积分初值;②采用跟踪性能相对较差的角速度控制律.尽管第2种方法的控制律的稳定性取决于控制器的参数,但可明确限定控制力矩的最大值.仿真结果证实了所提出控制律的有效性.
郑敏捷徐世杰
柔性航天器IPACS建模与动力学分析被引量：2
2006年
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.
张军徐世杰
关键词：动力学能量存储陀螺空间飞行器
采用VSCMGs的航天器IPACS设计的一种投影矩阵方法被引量：6
2006年
研究以变速控制力矩陀螺群(VSCMGs)为执行机构的能量/姿态一体化控制系统(IPACS)中的操纵律设计问题。建立了带VSCMGs的刚性航天器的动力学方程,用Lyapunov方法设计了渐近稳定的姿态控制律;在对VSCMGs的动力学进行详细分析的基础上,用投影矩阵法设计了一种操纵律,该算法将姿态控制指令力矩分解成两个力矩分量之和,其中一个由陀螺模式提供,另一个由飞轮模式提供,从而使VSCMGs处于构型奇异时陀螺模式也处于工作状态,降低了飞轮模式的负荷;文中证明了IPACS所需的变速控制力矩陀螺(VSCMG)个数最少为3,并分析证明了所设计的算法可以有效地解决姿控/储能一体化设计中可能出现的奇异问题。仿真结果验证了所设计算法的可行性。
张军徐世杰
关键词：储能投影矩阵变速控制力矩陀螺
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