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天琴计划简介 被引量：21
1
作者 罗俊 艾凌皓 +153 位作者 艾艳丽 安子聪 白伟钢 白彦峥 包佳慧 曹斌 常文博 陈琛 陈厚源 崔凯 单莹 丁延卫 段会宗 范会敏 范磊 范纹彤 范霄 冯文凡 付新菊 付瑜亮 高晨光 郜青 高添泉 高鑫 高永新 龚云贵 谷德峰 辜凌云 郭兴 韩西达 何芸 胡一鸣 胡越新 胡展 黄顺佳 黄祥青 黄潇博 纪沐婕 蒋贇 焦磊 靳鸿鸣 康小明 匡双阳 雷卫华 李程远 李洪银 李珏 李康康 李萌 李明 黎明 李涛 李霄栋 李语强 李祝 李竹溪 黎樽彪 练军想 梁正程 林伟 凌晨 刘辉 刘佳恒 刘建平 刘力 刘祺 刘尚飞 刘胜前 刘帅 刘旭辉 刘雁冲 刘源 龙江 龙军 陆璐 罗成健 骆颖欣 马波 梅健伟 孟云鹤 明珉 牛翔 潘加键 庞爱平 彭慧生 屈少波 区子维 任亮亮 申荣锋 沈岩 石常富 宋佳凝 宋培义 索晓晨 谭柏轩 谭定银 檀庄斌 涂良成 王成 王铖锐 王凤彬 王海天 王继河 王凌风 王尚胜 王泰卜 汪旭东 王炎 汪洋 汪一萍 王智钊 魏东东 文明轩 吴庆文 吴勤勤 吴书朝 吴先霖 夏冰 夏旭 肖青 肖小圆 谢宁 徐家豪 颜浩 闫勇 杨铖 杨诚鋆 杨涓 杨列 杨山清 叶伯兵 叶贤基 叶小容 尹航 于达仁 袁慧敏 曾明 张才士 张德轩 张建东 张静怡 张锦绣 张居正 张开 张蜡宝 张立华 张涛 张鑫 张鑫2 张雪峰 赵宏超 赵玥 赵泽伟 周鸿博 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-19,共19页
天琴计划预期于2035年左右发射并部署边长约17万公里的等边三角形卫星星座,构成一个引力波天文台—天琴。天琴将对10^(-4)~1 Hz频段的引力波进行探测,为人类描绘一幅更全面的宇宙图景。在本文中,我们对天琴计划的背景和提出过程、天琴... 天琴计划预期于2035年左右发射并部署边长约17万公里的等边三角形卫星星座,构成一个引力波天文台—天琴。天琴将对10^(-4)~1 Hz频段的引力波进行探测,为人类描绘一幅更全面的宇宙图景。在本文中,我们对天琴计划的背景和提出过程、天琴的主要探测对象和主要科学目标、天琴需要攻克的核心关键技术问题、天琴计划技术路线图及进展等进行介绍,以方便更多人加入这一项富有挑战而又激动人心的工作。 展开更多
关键词 天琴计划 空间引力波探测 引力波
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基于Lyapunov-MPC方法的非合作目标近距离抵近控制
2
作者 杜兴瑞 孟云鹤 陆璐 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期85-94,共10页
针对航天器近距离视线抵近同时存在轨道与姿态机动的非合作目标特定方位控制问题,提出了一种基于控制Lyapunov函数(CLF)的模型预测控制方法 (LMPC)。首先,根据视线坐标系下的轨道动力学方程,建立了满足视线指向要求的航天器相对轨道动... 针对航天器近距离视线抵近同时存在轨道与姿态机动的非合作目标特定方位控制问题,提出了一种基于控制Lyapunov函数(CLF)的模型预测控制方法 (LMPC)。首先,根据视线坐标系下的轨道动力学方程,建立了满足视线指向要求的航天器相对轨道动力学模型,并推导了期望轨道的解析表达式。其次,利用MPC方法设计控制器进行在线优化控制,并通过纳入基于李雅普洛夫方法的非线性反步控制的显式特征,构建收缩约束式,以确保闭环稳定性。接着,对基于LMPC的控制方法的递归可行性和闭环稳定性进行了证明。最后,仿真结果证明了所设计的LMPC轨迹跟踪方法的有效性和鲁棒性。 展开更多
关键词 非合作目标 近距离视线抵近 非线性动力学系统 控制LYAPUNOV函数 模型预测控制
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空间引力波探测无拖曳技术现状与趋势
3
作者 张锦绣 陶文舰 +3 位作者 连晓斌 王继河 孟云鹤 刘源 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-17,共17页
航天器无拖曳控制是实现引力波空间探测科学平台超静超稳运行的核心关键技术之一。目前,国内外各研究机构对航天器系统的动力学与控制进行了深入研究,并针对不同的探测频段需求提出了不同的探测任务。根据探测任务进行了航天器编队设计... 航天器无拖曳控制是实现引力波空间探测科学平台超静超稳运行的核心关键技术之一。目前,国内外各研究机构对航天器系统的动力学与控制进行了深入研究,并针对不同的探测频段需求提出了不同的探测任务。根据探测任务进行了航天器编队设计与控制的详细介绍和分析,对涉及的无拖曳与姿态控制、高精度惯性传感器与执行机构等原理和理论方法进行了深入的剖析。针对现已开展的空间引力波探测无拖曳航天器在轨飞行的演示验证整体情况进行详述和分析。在此基础上,提出后续开展相关研究中亟待解决的关键问题,指出未来无拖曳航天器系统动力学与控制的研究热点和趋势。 展开更多
关键词 无拖曳航天器 空间引力波探测 轨道设计与控制 无拖曳与姿态控制 惯性传感器与执行机构 飞行演示验证
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地心甚高轨道星座构形协同捕获控制策略
4
作者 孟云鹤 吕健康 罗宇飞 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期18-26,共9页
针对地心甚高轨道星座构形协同捕获控制问题,基于虚拟编队方法设计了协同捕获控制策略,采用三脉冲燃耗最优轨迹规划算法对构形捕获轨迹进行协同规划;并且结合自适应全程积分滑模控制器对卫星各自转移轨迹进行跟踪控制。以10万km轨道高... 针对地心甚高轨道星座构形协同捕获控制问题,基于虚拟编队方法设计了协同捕获控制策略,采用三脉冲燃耗最优轨迹规划算法对构形捕获轨迹进行协同规划;并且结合自适应全程积分滑模控制器对卫星各自转移轨迹进行跟踪控制。以10万km轨道高度的三星星座构形捕获为例进行仿真验证,仿真结果表明:该策略可以有效应用于地心甚高轨道星座构形捕获控制,能够在燃耗较少的情况下使星座中卫星同时到达各自的标称位置,同时具有较高的精度。 展开更多
关键词 地心甚高轨道 星座构形捕获 协同规划 三脉冲燃耗最优 滑模控制
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利用径向力平衡飞行控制的航天器高精度轨道捕获方法
5
作者 孟云鹤 侯佳睿 罗宇飞 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期27-35,共9页
为实现对探测器轨道形状与高度的精准调整,提出一种径向力平衡飞行的航天器连续推力控制新方法。建立连续推力平衡飞行的动力学极坐标模型,并推导出特殊条件下的解析轨道解,进一步分析边值条件,给出连续推力的控制律。利用这一平衡飞行... 为实现对探测器轨道形状与高度的精准调整,提出一种径向力平衡飞行的航天器连续推力控制新方法。建立连续推力平衡飞行的动力学极坐标模型,并推导出特殊条件下的解析轨道解,进一步分析边值条件,给出连续推力的控制律。利用这一平衡飞行控制理论,构建轨道捕获的最优控制策略。考虑推力器的推力水平,通过一次或多次的控制过程,实现对轨道形状、轨道高度及轨道相位的综合调整。数值仿真表明:利用平衡飞行的轨道控制方法,配置微小推力器的空间引力波探测器可以实现高精度的轨道捕获;该方法具有控制过程可解析、计算量小、简便、实用等特点。 展开更多
关键词 空间引力波探测器 连续推力 平衡飞行 轨道捕获 最优控制
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空间引力波探测系统编队动力学与控制技术综述 被引量：5
6
作者 王继河 张锦绣 +2 位作者 孟云鹤 宋佳凝 杨列 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期156-161,共6页
针对空间引力波探测系统对超远距离编队动力学与控制技术提出的挑战,调研分析了空间引力波探测系统所涉及的动力学与控制技术国内外研究现状,包括:超远距离相对动力学、高稳定轨道设计、高精度构形初始化策略与控制、构形重构与维持以... 针对空间引力波探测系统对超远距离编队动力学与控制技术提出的挑战,调研分析了空间引力波探测系统所涉及的动力学与控制技术国内外研究现状,包括:超远距离相对动力学、高稳定轨道设计、高精度构形初始化策略与控制、构形重构与维持以及多自由度协调控制等方面。在对相关领域国内外研究现状分析的基础上,提出了空间引力波探测系统在动力学与控制方面需重点解决的关键技术:超远距离编队构形发散机理建模与分析、高稳构形鲁棒优化设计理论与方法、有限机动能力约束下的高精度构形初始化和保持技术、非科学与故障模式下编队姿轨维持策略和多自由度协调控制等。 展开更多
关键词 编队动力学与控制 高稳构形鲁棒优化设计 构形初始化和保持 空间引力波探测系统
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基于平衡飞行理论的推力故障火箭入轨能力评估与制导方法研究
7
作者 孟云鹤 金华 +2 位作者 徐帆 孙蕾 陈琪锋 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期2127-2136,共10页
针对某型运载火箭在大气层外飞行段出现推力异常的非致命发动机故障,提出一种基于平衡飞行理论的火箭入轨能力评估与连续推力制导方法.首先从飞行力学角度对火箭推力故障导致任务失利进行了机理分析;在此基础上建立当地水平坐标系的火... 针对某型运载火箭在大气层外飞行段出现推力异常的非致命发动机故障,提出一种基于平衡飞行理论的火箭入轨能力评估与连续推力制导方法.首先从飞行力学角度对火箭推力故障导致任务失利进行了机理分析;在此基础上建立当地水平坐标系的火箭飞行动力学简化模型,进而提出平衡飞行的解析理论;进一步分析“平衡飞行”与“准平衡飞行”条件,并比较二者最优制导律的差异;接下来,给出了平衡飞行理论应用于推力异常火箭在线评估与决策的方法与流程;最后开展数学仿真,整体揭示了推力损失与入轨能力的关系,综合检验了平衡飞行解析理论的正确性与实用性.该方法寓在线能力评估与最优轨道制导于一体,简便有效,可为推力异常运载火箭的快速自主故障处置提供技术理论支撑. 展开更多
关键词 运载火箭 推力故障 平衡飞行 入轨能力评估 最优制导
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利用旋翼无人机群平台的探潜技术研究综述
8
作者 陆璐 孟云鹤 杜兴瑞 《智能安全》 2022年第1期75-88,共14页
潜艇是水下作战的重要力量,大力发展探潜技术具有重要的军事意义.随着无人机平台计算能力的提高和飞行控制技术的不断完善,无人机集群不断智能化、低成本化,参与作战能力逐步提升,本文对应用无人机集群的探潜技术开展调研综述.首先对声... 潜艇是水下作战的重要力量,大力发展探潜技术具有重要的军事意义.随着无人机平台计算能力的提高和飞行控制技术的不断完善,无人机集群不断智能化、低成本化,参与作战能力逐步提升,本文对应用无人机集群的探潜技术开展调研综述.首先对声呐探测、磁场检测和微型合成孔径雷达探测等载荷技术开展调研,指出适合旋翼无人机平台的载荷类型;接下来分析了旋翼无人机可参与的智能化海洋作战模式,提出了多探测器跨域协作的水上—水下协作探潜防御网思路;最后,通过分析无人机群平台智能探潜的研究成果和关键技术,提出了多传感器异构无人机集群的研究发展方向,可对未来构建智能化探潜防御网提供参考. 展开更多
关键词 人工智能 旋翼无人机 磁探潜技术 集群智能
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空间引力波探测系统数值与半物理仿真技术综述
9
作者 王继河 孟云鹤 +5 位作者 宋佳凝 陆璐 张鑫 郭兴 周金灵 张居正 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期233-238,共6页
空间引力波探测系统具有超高精度指标需求、子系统间强耦合等特点,造成传统的航天器数值和半物理仿真技术难以直接应用到空间引力波探测系统的数值和半物理仿真验证中。为促进适用于空间引力波探测系统的数值和半物理仿真技术的研究,本... 空间引力波探测系统具有超高精度指标需求、子系统间强耦合等特点,造成传统的航天器数值和半物理仿真技术难以直接应用到空间引力波探测系统的数值和半物理仿真验证中。为促进适用于空间引力波探测系统的数值和半物理仿真技术的研究,本文首先调研了空间引力波探测系统所涉及的数值和半物理仿真技术国内外研究现状,包括:数值仿真系统、光/机/热/自引力多场耦合仿真技术、地面半物理仿真验证技术等。而后,总结提出空间引力波探测系统在数值和半物理仿真技术方面需重点解决的关键技术,包括:空间引力波探测系统数值仿真体系架构设计技术、全任务流程仿真技术、高速高精度的多场耦合仿真技术和高置信度的空间引力波探测系统地面半物理仿真技术。 展开更多
关键词 空间引力探测系统数值与半物理仿真 仿真体系结构设计 全任务流程仿真 多场耦合仿真
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基于调相机制的航天器碰撞规避策略设计
10
作者 罗宇飞 孟云鹤 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期97-106,共10页
针对携带电推进等小推力推进系统工作的航天器,提出一种利用连续推力调相机制的在轨碰撞规避机动策略。首先,采用混沌多项式展开方法对初始状态不确定性的航天器碰撞概率进行分析,并以此作为碰撞规避策略的评价指标;进而推导了一种适用... 针对携带电推进等小推力推进系统工作的航天器,提出一种利用连续推力调相机制的在轨碰撞规避机动策略。首先,采用混沌多项式展开方法对初始状态不确定性的航天器碰撞概率进行分析,并以此作为碰撞规避策略的评价指标;进而推导了一种适用于小推力的轨道机动的解析解。利用这一解析结果可以提出一种新的避碰方法,即通过航天器轨道相位的微调减小航天器碰撞概率,并且在机动后能够迅速恢复原轨道相位。数值仿真表明:基于所提出的避碰机动策略,可以在较短时间内减小碰撞概率。数值仿真还揭示了避碰时间、燃耗和推力加速度之间的关系。 展开更多
关键词 碰撞规避策略 碰撞概率 小推力推进系统 解析控制律
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