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电推进技术的应用与发展趋势 被引量：74
1
作者 吴汉基 蒋远大 张志远 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期385-392,共8页
扼要介绍了电推进技术的发展历史,概述了不同形式(电热、电磁和静电三大类)电推力器的特点及应用情况,指出了为满足不同空间任务电推进的发展趋势;并根据我国的研究状况、存在的问题和差距,提出了加快发展我国电推进技术的意见。
关键词 电推进 航天器 卫星姿态控制 述评
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国外对地观测卫星高精度姿态控制系统研究 被引量：17
2
作者 施少范 《上海航天》 2000年第6期49-53,共5页
简要介绍了国外对地观测卫星研制开发的历史、现状及其发展趋势 ,分析和研究了对地观测卫星的姿态控制系统 ,以及这类卫星所采用的技术手段和所达到的控制精度。同时展望了未来对地观测卫星姿态控制系统的技术要求并提出了相应的对策。
关键词 对地观测卫星 姿态控制系统 姿态传感器
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卫星姿态精度对TDICCD相机的影响 被引量：29
3
作者 龙夫年 张旺 刘剑峰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期382-384,共3页
正确的姿态控制精度是TDICCD卫星相机正常工作的基本前提 .通过分析、计算卫星姿态控制精度导致的像移量及其与调制传递函数的对应关系 ,给出了TDICCD相机对卫星姿态精度的要求 .实例计算结果表明 ,TDICCD相机对卫星姿态控制精度的要求... 正确的姿态控制精度是TDICCD卫星相机正常工作的基本前提 .通过分析、计算卫星姿态控制精度导致的像移量及其与调制传递函数的对应关系 ,给出了TDICCD相机对卫星姿态精度的要求 .实例计算结果表明 ,TDICCD相机对卫星姿态控制精度的要求比普通CCD相机的要求高 ,且随着TDI积分级数的增加 。 展开更多
关键词 TDI CCD相机 传递函数 卫星姿态 控制精度 姿态控制 对地观测系统 卫星相机
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基于LMI的鲁棒容错控制及其在卫星姿态控制中的应用 被引量：16
4
作者 陈雪芹 耿云海 +1 位作者 张迎春 王峰 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期95-99,共5页
研究了一种线性不确定系统的鲁棒容错控制问题.针对执行机构和敏感器故障,运用线性矩阵不等式(LMI)方法,提出一种对执行机构和传感器失效具有完整性,且满足给定控制指标的输出反馈H∞鲁棒容错控制设计方法.将该方法应用于卫星姿态控制... 研究了一种线性不确定系统的鲁棒容错控制问题.针对执行机构和敏感器故障,运用线性矩阵不等式(LMI)方法,提出一种对执行机构和传感器失效具有完整性,且满足给定控制指标的输出反馈H∞鲁棒容错控制设计方法.将该方法应用于卫星姿态控制系统的容错控制并进行了数学仿真,仿真结果验证了方法的有效性. 展开更多
关键词 LMI H∞控制 鲁棒容错控制 卫星姿态控制
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卫星姿态直接自适应模糊预测控制 被引量：17
5
作者 孙光 霍伟 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期1151-1159,共9页
对具有模型不确定性和未知外干扰的卫星姿态系统提出了多输入多输出直接自适应模糊预测跟踪控制设计方法.此方法先基于卫星姿态动力学模型设计出非线性广义预测控制律,再构造直接自适应模糊控制器逼近预测控制律中因模型不确定性引起的... 对具有模型不确定性和未知外干扰的卫星姿态系统提出了多输入多输出直接自适应模糊预测跟踪控制设计方法.此方法先基于卫星姿态动力学模型设计出非线性广义预测控制律,再构造直接自适应模糊控制器逼近预测控制律中因模型不确定性引起的未知项.文中证明了所设计的控制律能使卫星跟踪给定的期望姿态轨迹,跟踪误差收敛到原点的小邻域内.仿真结果验证了此方法的有效性. 展开更多
关键词 卫星姿态控制 非线性广义预测控制 自适应模糊控制 渐近稳定
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单轴储能及姿态控制一体化系统研究 被引量：15
6
作者 贾宏光 赵华兵 +4 位作者 白越 韩邦成 李正刚 宣明 吴一辉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第5期504-509,共6页
给出了一种应用于卫星的单轴能量存储及姿态控制一体化系统。在同一轴上安装两个反向旋转的飞轮,通过预定的算法,控制两个飞轮的角加速度,可以在日阳期、日阴期及其过渡过程分别实现能量的储存和释放,并且在这些过程中保持卫星的姿态不... 给出了一种应用于卫星的单轴能量存储及姿态控制一体化系统。在同一轴上安装两个反向旋转的飞轮,通过预定的算法,控制两个飞轮的角加速度,可以在日阳期、日阴期及其过渡过程分别实现能量的储存和释放,并且在这些过程中保持卫星的姿态不变或按要求实现姿态机动。根据实验对系统进行了适当的简化,推导出了其数学模型,给出了相应的控制算法,并进行了在储、放能的同时实现姿态控制过程的试验。初步试验表明,在储能过程中,轴系控制精度优于3°;在放能过程中,轴系控制精度优于1.2′,换算到百公斤量级卫星的姿态角波动量分别为3.6′和1.5″。结果表明:在消除一些不对称因素(如两个电机结构差异)后,此方法在卫星或其它空间飞行器中同时完成能量交换和姿态控制是可行的。 展开更多
关键词 卫星姿态控制 能量交换 双工能飞轮 一体化系统 实验研究
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利用随机森林算法的卫星控制系统故障诊断 被引量：12
7
作者 黄瑾 刘洋 +3 位作者 钟麦英 杨瑞 李文博 刘成瑞 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期513-521,共9页
针对卫星姿态控制系统存在闭环控制,外部干扰强,进而影响故障诊断准确性和实时性的问题,提出了一种利用随机森林算法的卫星姿态控制系统姿态敏感器和执行器故障诊断方法。首先,采集不同故障情形下卫星姿态控制系统的输入输出数据,进行... 针对卫星姿态控制系统存在闭环控制,外部干扰强,进而影响故障诊断准确性和实时性的问题,提出了一种利用随机森林算法的卫星姿态控制系统姿态敏感器和执行器故障诊断方法。首先,采集不同故障情形下卫星姿态控制系统的输入输出数据,进行特征提取。随后通过随机有放回抽样划分训练集和测试集,建立基于随机森林算法的故障诊断模型。利用生成的随机森林模型,对实时输入输出数据进行分类,实现卫星姿态控制系统的故障诊断。利用卫星姿态控制系统半物理仿真平台的数据进行实验,对比实验结果表明:本文所提方法可以实现故障高精度分离,并具有更好的实时性,适用于卫星姿态控制系统的故障诊断问题。 展开更多
关键词 卫星姿态控制 故障诊断 随机森林 决策树
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微波等离子推进器(MPT)的应用探索研究 被引量：10
8
作者 毛根旺 何洪庆 +1 位作者 杨涓 史韶莉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期21-26,共6页
重点分析讨论了微波等离子推进器（ＭＰＴ）的基本原理、结构特征和应用前景，并通过对已有理论与实验研究结果的分析，认为ＭＰＴ是一种高比冲、长寿命的小推力动力装置，特别适合用作空间动力，进行航天器的轨道转移、姿态控制、位置... 重点分析讨论了微波等离子推进器（ＭＰＴ）的基本原理、结构特征和应用前景，并通过对已有理论与实验研究结果的分析，认为ＭＰＴ是一种高比冲、长寿命的小推力动力装置，特别适合用作空间动力，进行航天器的轨道转移、姿态控制、位置保持、对接交会和星际航行。尽管ＭＰＴ目前仍处于理论探索与实验研究阶段，但研究结果表明，它是前景十分诱人的新型空间动力系统。 展开更多
关键词 航天器 推进器 微波 等离子体推进 卫星姿态控制
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带弹性附件的卫星的姿态动力学方程 被引量：6
9
作者 邵成勋 黄文虎 +2 位作者 张嘉钟 赵美德 刘玉岚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第2期79-85,共7页
本文采用虚功形式的d’A1embert原理建立了带弹性附件的卫星的姿态动力学方程。方程便于与有限元程序结合。对于非自旋卫星,可以给出线性化的方程。文中建议以各阶约束模态的角动量系数对弹性附件的惯矩的贡献作为降价的参考较为方便。... 本文采用虚功形式的d’A1embert原理建立了带弹性附件的卫星的姿态动力学方程。方程便于与有限元程序结合。对于非自旋卫星,可以给出线性化的方程。文中建议以各阶约束模态的角动量系数对弹性附件的惯矩的贡献作为降价的参考较为方便。文章给出了一个数字例。 展开更多
关键词 卫星 姿态控制 动力学方程
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星载大型空间天线的一种解耦控制方法 被引量：8
10
作者 葛升民 王磊 +1 位作者 甘克力 张楠 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期46-53,共8页
针对星载大型空间可展开天线与卫星平台之间的动力学耦合问题提出一种三自由度驱动与测量机构用于连接天线臂与卫星平台。该机构以驱动电机来控制天线臂转动,通过角度传感器对天线臂转角的测量来实现反馈控制,同时在卫星姿态控制系统中... 针对星载大型空间可展开天线与卫星平台之间的动力学耦合问题提出一种三自由度驱动与测量机构用于连接天线臂与卫星平台。该机构以驱动电机来控制天线臂转动,通过角度传感器对天线臂转角的测量来实现反馈控制,同时在卫星姿态控制系统中引入前馈控制进行反作用力矩补偿,实现卫星平台与天线之间的解耦控制、抑制天线的振动、提高卫星姿态控制系统的性能。通过姿态稳定状态下卫星-天线系统解耦动力学模型的建立、控制系统的设计、姿态控制的仿真分析,表明解耦机构能大幅增加天线振动的阻尼,有效提高卫星稳定性和天线指向精度。 展开更多
关键词 可展开天线 动力学建模 解耦控制 卫星姿态控制
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卫星姿态控制系统硬件在回路仿真研究 被引量：7
11
作者 王宁强 刘向东 《计算机仿真》 CSCD 2005年第10期78-81,共4页
为了便于卫星自主智能控制技术的研究,该文研究了控制系统硬件在回路仿真技术,分析了实时仿真系统中仿真步长的确定及通讯接口技术的应用。文中详细说明了在MATLAB下采用S-function编写串口驱动模块的方法,还介绍了利用MATLAB/xPC环境下... 为了便于卫星自主智能控制技术的研究,该文研究了控制系统硬件在回路仿真技术,分析了实时仿真系统中仿真步长的确定及通讯接口技术的应用。文中详细说明了在MATLAB下采用S-function编写串口驱动模块的方法,还介绍了利用MATLAB/xPC环境下的UDP模块进行数据传输的方法。最后,该文设计了一个基于PC机的三轴稳定卫星姿态控制硬件在回路仿真系统,将反作用飞轮、陀螺等实物接入仿真系统。仿真结果表明实时仿真结果与数学仿真结果基本一致,仿真系统接口设计合理,实时性符合要求。 展开更多
关键词 卫星姿态控制 硬件在回路仿真 实时仿真 通讯接口
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飞轮单轴姿态控制及储能系统 被引量：7
12
作者 白越 吴一辉 韩邦成 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1446-1451,共6页
给出了一种应用于小卫星的集成化单轴姿态控制及储能系统。用同轴反转安装的双飞轮进行必要的解耦控制，能够实现卫星在日阳期及日阴期能量的储存与释放，同时对卫星的姿态进行稳定或按照要求调整。通过仿真分析，证明了集成化单轴姿态... 给出了一种应用于小卫星的集成化单轴姿态控制及储能系统。用同轴反转安装的双飞轮进行必要的解耦控制，能够实现卫星在日阳期及日阴期能量的储存与释放，同时对卫星的姿态进行稳定或按照要求调整。通过仿真分析，证明了集成化单轴姿态控制与储能系统方案的正确性，分析了系统参数对控制精度的影响，给出了参数优化途径。搭建了单轴姿态控制与储能实验演示系统并进行了实验，在0～20000r／min转速下进行了储能实验，该过程模拟卫星单自由度旋转气浮转台的控制精度优于1．5^o，折算到百公斤量级卫星的姿态角波动量为1．8’；以20000～10000r／rain的转速进行了放能实验，该过程转台的控制精度优于1．2’，折算到百公斤量级卫星的角度波动量为1．6”，总线电压24V，电压波动量〈1．8％。实验结果表明：单轴姿态控制与储能系统应用于卫星及其它空间飞行器上能够同时完姿态控制和能量需求。 展开更多
关键词 卫星姿态控制 储能与姿态控制一体化系统 双功能飞轮 计算机仿真
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卫星光通信终端二维转台运动参量对天线指向影响研究 被引量：6
13
作者 刘剑峰 韩琦琦 +2 位作者 于思源 马晶 谭立英 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期926-931,共6页
二维转台与卫星平台间的耦合运动,是影响卫星光通信终端天线指向控制的重要因素。在耦合动力学模型基础上,研究了二维转台不同运动参量对光通信终端天线指向偏差的影响。分析结果表明:在耦合动力学环境下,光束指向偏差随二维转台转动成... 二维转台与卫星平台间的耦合运动,是影响卫星光通信终端天线指向控制的重要因素。在耦合动力学模型基础上,研究了二维转台不同运动参量对光通信终端天线指向偏差的影响。分析结果表明:在耦合动力学环境下,光束指向偏差随二维转台转动成规律性变化;当方位轴、俯仰轴转角θh、θv分别为(π,0)、(-π,0)时,指向偏差出现最大值;随二维转台转动时间的增加,天线指向偏差略有增加,转动时间由10s增加到1000s时增幅仅为1%。其结果为补偿耦合运动影响,保证天线指向控制精度,提高卫星光通信终端星上应用的稳定性打下基础。 展开更多
关键词 卫星光通信 卫星姿态动力学 耦合运动 天线指向控制
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基于IMM/EA的卫星姿态控制系统重构容错控制 被引量：6
14
作者 陈雪芹 张迎春 +1 位作者 耿云海 李化义 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期774-777,共4页
研究了在轨卫星姿态控制系统发生可修复性故障状况下的系统重构容错控制。对于处于稳态的三轴稳定卫星,当姿态发生突变时,启动故障检测与诊断(FDD)子系统,采用交互式多模型(IMM)算法得到故障发生的位置以及故障模型,同时利用故障模型中... 研究了在轨卫星姿态控制系统发生可修复性故障状况下的系统重构容错控制。对于处于稳态的三轴稳定卫星,当姿态发生突变时,启动故障检测与诊断(FDD)子系统,采用交互式多模型(IMM)算法得到故障发生的位置以及故障模型,同时利用故障模型中的动力学系统进行特征结构配置(EA),生成重构控制器对原系统进行补偿控制。将FDD过程与重构控制器的设计过程结合,避免了单独设计FDD子系统然后再进行系统重构带来的计算量和时间延迟。最后通过数值仿真验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 故障检测与诊断 补偿 容错控制 卫星姿态控制
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卫星姿态控制系统自主故障诊断与重构 被引量：6
15
作者 吴德安 《上海航天》 2001年第1期39-43,共5页
以某极轨对地观测卫星为背景 ,分析了姿态控制系统中单机部件出现故障时 ,系统将会出现的状态变化情况 ,找出故障部件的判定方法 ;提出采用产生式规则与框架的混合知识表示结构 ,描述姿控系统及其故障特点 ;并提出了系统发生故障时 ,故... 以某极轨对地观测卫星为背景 ,分析了姿态控制系统中单机部件出现故障时 ,系统将会出现的状态变化情况 ,找出故障部件的判定方法 ;提出采用产生式规则与框架的混合知识表示结构 ,描述姿控系统及其故障特点 ;并提出了系统发生故障时 ,故障部件的自主隔离、备份部件的自主切换和系统重构方案。 展开更多
关键词 卫星姿态控制系统 自主故障诊断 重构
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卫星姿态控制系统制动电流分析 被引量：5
16
作者 王昊 杨宁 +1 位作者 田蔚风 糜长军 《微特电机》 北大核心 2005年第9期35-37,41,共4页
基于无刷直流电动机驱动大惯量飞轮的卫星姿态控制系统采用电流反馈控制的方式。然而,用脉宽调制方法控制电流反馈的卫星姿态控制系统存在反接制动时出现刹车现象的问题。为此,全文分析了某卫星姿态控制系统产生这种刹车现象的机理,并... 基于无刷直流电动机驱动大惯量飞轮的卫星姿态控制系统采用电流反馈控制的方式。然而,用脉宽调制方法控制电流反馈的卫星姿态控制系统存在反接制动时出现刹车现象的问题。为此,全文分析了某卫星姿态控制系统产生这种刹车现象的机理,并提出了解决方法。 展开更多
关键词 卫星姿态控制 大惯量飞轮 电流反馈控制 直流无刷电机
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激光微推进器用于微小卫星的姿轨控仿真 被引量：5
17
作者 郑航 胡晓军 +1 位作者 郭海 唐志平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期467-470,474,共5页
为研究激光微推进器用于微小卫星在轨空间飞行任务的可行性,利用已建立的激光推进微小卫星仿真平台,对微小卫星在轨姿态调整、轨道维持和轨道转移等飞行任务进行了仿真和分析。仿真结果表明,星载激光微推进器可满足在轨微小卫星的高控... 为研究激光微推进器用于微小卫星在轨空间飞行任务的可行性,利用已建立的激光推进微小卫星仿真平台,对微小卫星在轨姿态调整、轨道维持和轨道转移等飞行任务进行了仿真和分析。仿真结果表明,星载激光微推进器可满足在轨微小卫星的高控制精度姿态调整、近地观测轨道维持以及较长时间要求的轨道转移等空间任务对推进系统的要求。 展开更多
关键词 激光推进 微小卫星 卫星姿态控制 控制仿真
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基于深度强化学习的软件定义卫星姿态控制算法 被引量：5
18
作者 许轲 吴凤鸽 赵军锁 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2651-2659,共9页
深度强化学习(DRL)作为一种新型的基于机器学习的控制算法,在机器人和无人机等智能控制领域展现出了优异的性能,而卫星姿态控制领域仍然在广泛使用传统的PID控制算法。随着卫星的小型化、智能化以至软件定义卫星的出现,传统控制算法越... 深度强化学习(DRL)作为一种新型的基于机器学习的控制算法,在机器人和无人机等智能控制领域展现出了优异的性能,而卫星姿态控制领域仍然在广泛使用传统的PID控制算法。随着卫星的小型化、智能化以至软件定义卫星的出现,传统控制算法越来越难以满足姿态控制系统对适应性、自主性、鲁棒性的需求。因此对基于深度强化学习的姿态控制算法进行了研究,该算法使用基于模型的算法,比非基于模型的算法拥有更快的收敛速度。与传统控制策略相比,该算法无需对卫星的物理参数和轨道参数等先验知识,具有较强的适应能力和自主控制能力,可以满足软件定义卫星适应不同硬件环境,进行快速研发和部署的需求。此外,该算法通过引入目标网络和并行化启发式搜索算法之后,在网络精度和计算速度方面进行了优化,并且通过仿真实验进行了验证。 展开更多
关键词 强化学习 深度学习 智能控制 卫星姿态控制 软件定义卫星
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带大惯量运动部件卫星姿态高精度复合控制研究 被引量：5
19
作者 刘付成 朱东方 +3 位作者 宋婷 张志伟 黄静 孙俊 《上海航天》 2016年第6期53-60,共8页
对有大惯量运动部件的三轴稳定卫星在稳态运行期间高精度高稳定度控制方法进行了研究。提出了一种卫星姿态高精度动态补偿控制算法:先基于卫星姿态动力学模型与卫星有效载荷运动部件摆动规律,设计了姿态稳定反馈控制律和补偿摆动部件干... 对有大惯量运动部件的三轴稳定卫星在稳态运行期间高精度高稳定度控制方法进行了研究。提出了一种卫星姿态高精度动态补偿控制算法:先基于卫星姿态动力学模型与卫星有效载荷运动部件摆动规律,设计了姿态稳定反馈控制律和补偿摆动部件干扰力矩的前馈控制器,用前馈-反馈控制的复合控制算法,消除运动部件摆动对卫星姿态控制系统产生干扰力矩的负面影响;再用干扰观测器修正因通信延迟造成的补偿残余力矩,设计了扰动观测器对前馈补偿残余力矩进行辨识,进一步补偿修正残余力矩,以保证控制系统的性能指标。仿真结果表明:该法能有效补偿干扰力矩并提高控制精度,实现的卫星姿态控制精度优于0.005°,姿态稳定度优于5×10-5(°)/s。 展开更多
关键词 卫星姿态 大惯量运动部件 高精度控制 前馈-反馈控制 干扰观测器 复合控制 通信延迟 残余力矩
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星敏数据转换为参考系欧拉角姿态的方法 被引量：5
20
作者 淡鹏 王丹 郭延臣 《电讯技术》 北大核心 2016年第12期1340-1345,共6页
针对三轴稳定卫星星敏感器姿态测量数据转换参考系欧拉角姿态计算的相关问题,首先,系统地总结了转换计算的方法,给出了星敏数据计算姿态矩阵及姿态矩阵解算欧拉角的方法;然后,对工程上常用的312及321转序,从编程角度提出了一种全角度欧... 针对三轴稳定卫星星敏感器姿态测量数据转换参考系欧拉角姿态计算的相关问题,首先,系统地总结了转换计算的方法,给出了星敏数据计算姿态矩阵及姿态矩阵解算欧拉角的方法;然后,对工程上常用的312及321转序,从编程角度提出了一种全角度欧拉角解算及值选择方法;最后,分析了采用所提方法转换计算中的常见误差因素及注意事项,并基于分析结果给出了同步星的转序选取建议。研究结果表明所提方法是有效的,对卫星姿态确定和误差分析有一定的参考意义。 展开更多
关键词 三轴稳定卫星 卫星姿态控制 星敏感器 欧拉角解算
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