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航天智能控制技术让运载火箭“会学习” 被引量：20
1
作者 包为民 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1-10,共10页
高可靠和智能化是未来智能航天器的主要特点,本文聚焦航天器高可靠、智能化的发展需求。梳理了中国运载火箭从无到有、从有到全的发展历程,提出了航天智能技术从航天器的可靠性做起,航天器的可靠性从航天智能控制做起,航天智能控制从&qu... 高可靠和智能化是未来智能航天器的主要特点,本文聚焦航天器高可靠、智能化的发展需求。梳理了中国运载火箭从无到有、从有到全的发展历程,提出了航天智能技术从航天器的可靠性做起,航天器的可靠性从航天智能控制做起,航天智能控制从"会学习"的火箭做起。围绕航天智能控制技术如何使运载火箭"会学习"的发展架构,进一步探索了"边飞边学"和"终身学习"智能控制技术的理论研究和应用现状,支撑中国"会学习"运载火箭高可靠和智能化的发展。 展开更多
关键词 运载火箭 会学习 智能控制技术 高可靠 智能化
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运载火箭推力故障下的弹道重构策略研究 被引量：15
2
作者 韩雪颖 马英 +1 位作者 程兴 马忠辉 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2019年第2期7-11,26,共6页
面对发动机推力下降故障对运载火箭发射任务可靠性和安全性带来的重大挑战,研究一种基于迭代制导算法的弹道重构策略。通过预先设计救援轨道及飞行诸元、编排诸元切换策略,在完成故障识别和能力预测后,在线切换制导诸元,由迭代制导完成... 面对发动机推力下降故障对运载火箭发射任务可靠性和安全性带来的重大挑战,研究一种基于迭代制导算法的弹道重构策略。通过预先设计救援轨道及飞行诸元、编排诸元切换策略,在完成故障识别和能力预测后,在线切换制导诸元,由迭代制导完成弹道重构,将有效载荷送入救援轨道。将其应用于某型运载火箭进行数学仿真,结果表明该方法能有效提升运载火箭控制系统对推力下降故障的适应能力、提高发射任务可靠性,且易于实现,具有较强的工程应用价值。 展开更多
关键词 运载火箭 推力故障 弹道重构
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采用联立法求解大姿态终端约束的上升段轨迹优化 被引量：13
3
作者 邱丰 宋征宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期18-25,共8页
针对恒定推力和未配置辅助动力系统的运载火箭,提出了一种基于联立框架的直接法("联立法")来求解带大姿态终端约束的动态在线轨迹规划问题,解决了传统迭代制导方法中飞行轨迹线性规划的不足,并可根据姿态跟踪精度的需求来控... 针对恒定推力和未配置辅助动力系统的运载火箭,提出了一种基于联立框架的直接法("联立法")来求解带大姿态终端约束的动态在线轨迹规划问题,解决了传统迭代制导方法中飞行轨迹线性规划的不足,并可根据姿态跟踪精度的需求来控制程序角速率,从而同时满足各种约束条件。该联立法结合了直接配点法和伪谱法的特点,采用有限元正交配置法将状态变量和控制变量进行离散化;结果表明与伪谱法相比,计算效率得到了大幅提升。在此基础上,提出了通过合理选择初值、调整入轨精度偏差、自适应有限元分段等提升计算速度的措施,进一步提高了这一算法的实时性,为未来解决更复杂多样的制导任务提供了基础。 展开更多
关键词 运载火箭 姿态终端约束 联立法 轨迹规划
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固体运载火箭上升段弹道快速设计方法研究 被引量：10
4
作者 杨希祥 江振宇 张为华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期993-997,共5页
针对机动发射固体运载火箭开展上升段弹道快速设计方法研究。设计了固体运载火箭上升段飞行程序,应用修正牛顿迭代法求解上升段弹道控制参数,推导了迭代算法公式。针对牛顿迭代法收敛精度和速度受初值影响的问题,基于数据插值和拟合方法... 针对机动发射固体运载火箭开展上升段弹道快速设计方法研究。设计了固体运载火箭上升段飞行程序,应用修正牛顿迭代法求解上升段弹道控制参数,推导了迭代算法公式。针对牛顿迭代法收敛精度和速度受初值影响的问题,基于数据插值和拟合方法,研究了迭代初值生成技术。仿真结果表明,设计的求解算法可以实现固体运载火箭上升段弹道快速生成,收敛精度满足设计要求。 展开更多
关键词 运载火箭 上升段弹道 快速设计 牛顿迭代法
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基于hp伪谱同伦凸优化的火箭垂直回收在线轨迹规划方法 被引量：9
5
作者 郭杰 相岩 +2 位作者 王肖 史鹏飞 唐胜景 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期603-614,共12页
针对可重复使用运载火箭垂直回收轨迹优化问题,提出了一种带有最优终端时间估计策略的hp伪谱同伦凸优化在线轨迹规划算法。首先,考虑状态约束和过程约束的非凸性,采用无损凸化处理推力幅值约束;然后,结合同伦方法与不动点迭代思想将气... 针对可重复使用运载火箭垂直回收轨迹优化问题,提出了一种带有最优终端时间估计策略的hp伪谱同伦凸优化在线轨迹规划算法。首先,考虑状态约束和过程约束的非凸性,采用无损凸化处理推力幅值约束;然后,结合同伦方法与不动点迭代思想将气动力与非凸质量约束转化为线性时变剖面,完成问题凸化;进一步基于hp flipped Radau伪谱法对问题进行离散化处理,将最优控制问题转化为参数优化问题,进而采用原-对偶内点法求解;最后,为进一步减少燃料消耗,提升经济效益,考虑最优终端时间难以在线确定的问题,结合解析推导与二次插值法,设计了最优终端时间快速估计策略。仿真结果表明所设计的轨迹优化算法最优终端时间估计速度快,收敛性能良好,具有较高的精度和计算效率,具备在线应用的潜力。 展开更多
关键词 运载火箭 垂直回收 轨迹优化 无损凸化 同伦方法 伪谱法
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美国重返月球计划 被引量：9
6
作者 佟艳春 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2006年第2期27-31,共5页
介绍执行美国重返月球计划的新型载人探测飞行器、月球登陆器以及航天飞机衍生型运载火箭;描述美国重返月球任务的飞行路线图,并对该计划的进度进行了介绍。
关键词 重返月球计划 载人探测飞行器 月球登陆器 运载火箭 美国
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基于移动可变形组件法(MMC)的运载火箭传力机架结构的轻量化设计 被引量：8
7
作者 李佳霖 赵剑 +2 位作者 孙直 郭杏林 郭旭 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期244-251,共8页
传力机架是运载火箭箭体与发动机连接的关键部件,负责将发动机推力载荷有效的传递至箭体,其结构的轻量化设计不仅可以保障火箭发动机的推重比、提高火箭的稳定性,还可以为我国未来可重复使用式火箭的研究提供一定的参考.本文在移动可变... 传力机架是运载火箭箭体与发动机连接的关键部件,负责将发动机推力载荷有效的传递至箭体,其结构的轻量化设计不仅可以保障火箭发动机的推重比、提高火箭的稳定性,还可以为我国未来可重复使用式火箭的研究提供一定的参考.本文在移动可变形组件(moving morphable component, MMC)的框架下,提出了一种解决传力机架结构轻量化设计的方法.在该方法中,机架结构的拓扑通过一组具有显式几何信息的组件来表示,这使最终优化布局可以被少量的设计变量所描述.通过分析传力机架结构设计的特点和要求,以刚度最大化为目标,体积分数(保证结构重量)为约束,建立了基于MMC显式拓扑优化方法下的问题列式.同时搭建了可对工程中传力机架结构轻量化设计的平台,并进行相应结构的拓扑优化.在两种载荷工况(即零位状态和摇摆状态)作用下,最终优化结果在中间推力载荷区域与锥段相连位置之间,所形成的较大翼板结构增强了传力机架的抗弯能力.通过与传统机架结构的对比,证明了本文所提出方法在传力机架结构轻量化设计方面的有效性. 展开更多
关键词 拓扑优化 移动可变形组件法 轻量化设计 运载火箭 传力机架
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火箭低温贮箱的新型共底安全监测系统 被引量：8
8
作者 陈光奇 王丽红 +3 位作者 孙冬花 陈联 温永刚 王荣宗 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2010年第4期46-48,共3页
介绍了新型共底安全监测系统的结构及主要单元设计,系统功能及技术指标性能的测试。该系统应用于火箭低温推进剂加注过程中,实现了对火箭共底结构内氢、氧浓度和压力的实时监测,检测数据可靠,为火箭发射安全提供了保障作用。
关键词 运载火箭 共底 安全监测
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2018年国外航天运载器发展分析 被引量：7
9
作者 张绿云 曲晶 +2 位作者 龙雪丹 杨开 才满瑞 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2019年第1期36-39,44,共5页
2018年,世界航天活动呈现蓬勃发展态势,各国推出航天政策,明确未来航天发展方向,深空探索成为未来发展目标。积极推进重型运载火箭、新一代大中型运载火箭以及快速响应的小型运载火箭的研制,继续研究和验证可重复使用技术。对2018年国... 2018年,世界航天活动呈现蓬勃发展态势,各国推出航天政策,明确未来航天发展方向,深空探索成为未来发展目标。积极推进重型运载火箭、新一代大中型运载火箭以及快速响应的小型运载火箭的研制,继续研究和验证可重复使用技术。对2018年国外航天运载器的发射情况与研制进展进行总结和概括,并对该领域的重大热点事件进行综述和分析,最后对2019年国外航天运载器的发展进行展望和预测。 展开更多
关键词 运载器 航天发射 2018
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捆绑式运载火箭动力学特性研究 被引量：7
10
作者 黄怀德 吴碧英 +1 位作者 郎德民 李声远 《导弹与航天运载技术》 1993年第1期30-35,共6页
当今世界许多国家如俄、美、法等国正在使用大推力捆绑式运载火箭,近年来,中国也成功地使用了。对于这一类捆绑式运载火箭如美国的大力神-Ⅲ,航天飞机,法国的阿里安-4、阿里安-5,日本的H-Ⅱ等的全箭动力学特性的研究已成为宇航界十分关... 当今世界许多国家如俄、美、法等国正在使用大推力捆绑式运载火箭,近年来,中国也成功地使用了。对于这一类捆绑式运载火箭如美国的大力神-Ⅲ,航天飞机,法国的阿里安-4、阿里安-5,日本的H-Ⅱ等的全箭动力学特性的研究已成为宇航界十分关注的专题研究之一。此类专题研究属多体柔性体动力学范畴,若处理不好,则会引起柔性体与控制系统之间的动力学耦合,柔性体与推进系统之间的动力学耦合以及结构动载荷、动响应、动强度等问题。此类专题所要研究的技术内容比较多也较丰富。本文就此专题中的技术途径的选择,试验与理论的结合,正确获取全箭动力学特性参数,包括正确提供控制系统所需的参数以及实际工程应用效果等技术内容进行了有效的研究。 展开更多
关键词 运载火箭 结构动力学 振动试验
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考虑终端姿态约束的自适应迭代制导方法 被引量：7
11
作者 郝钏钏 司成 周曼娟 《航天控制》 CSCD 北大核心 2018年第6期14-19,共6页
为了解决采用经典迭代制导方法时运载火箭主动段终端姿态散布较大的问题,提出一种考虑终端姿态约束的自适应迭代制导方法。该方法将末级主动段分为迭代制导段和姿态快速调整段;在迭代制导段,通过对其终端姿态和姿态快速调整段的估计,自... 为了解决采用经典迭代制导方法时运载火箭主动段终端姿态散布较大的问题,提出一种考虑终端姿态约束的自适应迭代制导方法。该方法将末级主动段分为迭代制导段和姿态快速调整段;在迭代制导段,通过对其终端姿态和姿态快速调整段的估计,自适应调整其制导目标状态;在主动段结束前进入姿态快速调整段,将火箭姿态快速调整至期望姿态。仿真结果表明该方法能同时满足轨道参数约束和终端姿态约束,且仅增加少量的推进剂消耗。 展开更多
关键词 运载火箭 终端姿态约束 迭代制导 自适应
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基于序列凸规划的运载火箭轨迹在线规划方法 被引量：7
12
作者 程晓明 尚腾 +2 位作者 徐帆 王晋麟 姚寅伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期202-210,共9页
针对大气层内气动力对轨迹规划求解实时性与收敛性的影响,提出一种基于模型补偿序列凸规划的大气层内火箭轨迹规划方法。该方法的核心思想是通过设计一种序列补偿的方式,将火箭动力学中非线性项(气动力加速度与重力加速度)与过程约束项... 针对大气层内气动力对轨迹规划求解实时性与收敛性的影响,提出一种基于模型补偿序列凸规划的大气层内火箭轨迹规划方法。该方法的核心思想是通过设计一种序列补偿的方式,将火箭动力学中非线性项(气动力加速度与重力加速度)与过程约束项(动压、过载约束等)进行凸化,从而将轨迹规划问题转化为序列凸规划问题而得到快速求解。在此基础上,本文理论分析了该序列凸规划方法的收敛性,保证该方法能够收敛到原问题的最优解。数值仿真表明,该方法能够完成大气层内的火箭上升段与垂直着陆段轨迹在线规划任务,方法的收敛速度能满足轨迹在线生成的实时性要求。 展开更多
关键词 运载火箭 序列凸规划 轨迹在线规划 大气层内 模型补偿
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运载火箭的飞行模态辨识技术研究
13
作者 马志赛 丁千 +3 位作者 范霆威 阚镭 祁峰 潘忠文 《强度与环境》 CSCD 2024年第4期1-9,共9页
模态参数是表征运载火箭动态特性的重要指标,对姿控系统设计、动载荷设计、天地差异研究和系统优化设计等具有重要意义。燃料快速消耗和结构分离导致飞行状态下的运载火箭表现出显著时变特征,通过有限元分析或地面振动试验难以获得真实... 模态参数是表征运载火箭动态特性的重要指标,对姿控系统设计、动载荷设计、天地差异研究和系统优化设计等具有重要意义。燃料快速消耗和结构分离导致飞行状态下的运载火箭表现出显著时变特征,通过有限元分析或地面振动试验难以获得真实飞行状态下运载火箭的时变参数,开展飞行模态辨识前沿理论研究和关键技术攻关尤为重要。面向工程实际需求,分别发展了基于时间序列分析和动态模式分解的两类时变模态输出递推辨识方法,应用于液体火箭的遥测数据快速处理,准确辨识得到模态参数随时间的变化规律,并展望了运载火箭飞行模态辨识技术的未来应用前景。 展开更多
关键词 运载火箭 时变模态参数 飞行模态辨识
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火箭推力矢量控制伺服系统飞行数据高频特征复原方法
14
作者 陀希龙 赵迎鑫 +2 位作者 郝伟一 张朋 陈克勤 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第2期42-50,共9页
针对运载火箭伺服系统飞行数据存在高频信息缺失的问题,提出了一种基于小波多分辨率分析的高频特征复原方法。首先,通过小波多分辨率分析提取伺服系统地面热试车试验数据的特征;然后,利用摆角速度信号与高频特征之间的关联性,基于提出... 针对运载火箭伺服系统飞行数据存在高频信息缺失的问题,提出了一种基于小波多分辨率分析的高频特征复原方法。首先,通过小波多分辨率分析提取伺服系统地面热试车试验数据的特征;然后,利用摆角速度信号与高频特征之间的关联性,基于提出的特征匹配方法对飞行数据高频特征进行预测;最后,对信号线性叠加以实现特征融合,从而完成恢复飞行数据高频信息的流程。试验验证表明,数据复原结果与基准数据相比具有一致的换向频率规律,所提出的特征复原方法能够有效恢复飞行数据缺失的高频特征,为获取航天伺服产品真实飞行工作剖面特征提供了数据支持。 展开更多
关键词 特征复原 飞行数据 多分辨率分析 伺服系统 运载火箭
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2016年国外航天运载器及弹道导弹发展回顾 被引量：5
15
作者 龙雪丹 刘畅 +2 位作者 文朝霞 曲晶 张莹 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2017年第1期5-9,共5页
对2016年国外航天运载器的发射情况与研制进展进行总结和概括,对国外弹道导弹的飞行试验和装备情况进行统计,并对这两个领域的重大热点事件进行综述和分析,最后对2017年国外运载器及弹道导弹的发展做出展望和预测。
关键词 运载器 航天发射 弹道导弹 核武器 2016年
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基于TmNS的运载火箭天地一体化测控网络研究 被引量：1
16
作者 王洋 姜云升 +2 位作者 任凯 刘丹阳 韩明 《宇航总体技术》 2023年第1期27-36,共10页
为满足运载火箭日益增长的测控需求,网络化测控成为未来运载火箭测控的必然趋势。通过研究IRIG 106-20国际遥测标准中TmNS标准特性、协议栈以及系统架构,提出了基于TmNS的运载火箭天地一体化测控网络的新概念,给出了测控网络系统架构、... 为满足运载火箭日益增长的测控需求,网络化测控成为未来运载火箭测控的必然趋势。通过研究IRIG 106-20国际遥测标准中TmNS标准特性、协议栈以及系统架构,提出了基于TmNS的运载火箭天地一体化测控网络的新概念,给出了测控网络系统架构、各部分组成及功能,并对其中涉及的TmNS数据消息传输协议、RF网络接入层协议、TMoIP协议、数据包遥测技术等关键技术进行研究,提出了可行的实现方案,为今后我国新一代运载火箭天地一体化测控通信奠定技术基础。 展开更多
关键词 运载火箭 网络化测控 IRIG 106-20 TmNS 天地一体化测控网络
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运载火箭遥测数据压缩系统方案设计 被引量：5
17
作者 谌德荣 陈宇川 《导弹与航天运载技术》 2000年第6期1-4,共4页
介绍了火箭遥测数据压缩的系统方案 ,提出了选择性数据压缩的观点 ,指出了优化压缩算法的途径 。
关键词 运载火箭 遥测系统 数据压缩 可靠性 误码扩散
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质子号运载火箭及其运营 被引量：5
18
作者 康开华 才满瑞 +1 位作者 尚辉 李思思 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2006年第3期21-27,共7页
质子号运载火箭是苏联专为航天发射任务设计的大型运载火箭。通过配备Block DM和微风M上面级适应不同要求的发射任务。文章对目前活跃在商业发射市场中的质子号运载火箭进行了介绍。
关键词 运载火箭 上面级 俄罗斯
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基于微分估计和弹性辨识的火箭姿态控制器设计 被引量：5
19
作者 王佩 张科 +2 位作者 吕梅柏 葛致磊 王靖宇 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期578-585,共8页
针对捆绑运载火箭姿态运动中由结构参数变化、内外干扰和弹性频率摄动引起的姿态控制问题,基于动态补偿线性化和系统辨识的思想,设计了一种基于微分估计和弹性频率辨识的运载火箭姿态控制器。该控制器由刚体姿态控制器和自适应弹性滤波... 针对捆绑运载火箭姿态运动中由结构参数变化、内外干扰和弹性频率摄动引起的姿态控制问题,基于动态补偿线性化和系统辨识的思想,设计了一种基于微分估计和弹性频率辨识的运载火箭姿态控制器。该控制器由刚体姿态控制器和自适应弹性滤波器两部分组成。首先,通过微分器利用姿态测量信息估计因参数变化、运动耦合和内、外干扰引起的不确定项用于动态补偿,结合分数阶PDμ控制实现对火箭刚体姿态运动的控制。其次,根据箭体刚体运动与弹性振动在频率特性上的差异,利用控制输入和姿态输出采样信号辨识姿态传递函数参数,计算弹性振动频率,据此动态调整陷波滤波器中心频率,实现对弹性振动的自适应抑制。最后,通过仿真验证了上述设计的可行性,结果表明所设计的控制器具有较强的抗干扰性和鲁棒性,能够实现对一阶弹性振动的动态抑制,具有一定的工程参考价值。 展开更多
关键词 运载火箭 姿态控制 微分器 分数阶 弹性频率辨识
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远程传输型共底安全监测系统设计及特性 被引量：5
20
作者 陈联 孙冬花 +2 位作者 王爱民 黄宏 张晓颖 《真空》 CAS 2014年第6期39-42,共4页
远程传输型共底安全监测系统是为满足当前火箭发射场自动化、高可靠性和缩短发射周期的需求,在原有火箭低温贮箱用共底安全监测系统基础上进行改进设计而研制的新一代安全监测系统。本文主要介绍了共底安全监测系统的历次设计变化情况,... 远程传输型共底安全监测系统是为满足当前火箭发射场自动化、高可靠性和缩短发射周期的需求,在原有火箭低温贮箱用共底安全监测系统基础上进行改进设计而研制的新一代安全监测系统。本文主要介绍了共底安全监测系统的历次设计变化情况,新一代远程传输型共底安全监测系统的主要结构及单元设计、性能与技术指标测试结果。 展开更多
关键词 运载火箭 共底 安全监测 远程传输
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