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国家自然科学基金(10902003)

作品数:18 被引量:109H指数:7
相关作者:徐世杰金磊张尧黄庭轩韩潮更多>>
相关机构:北京航空航天大学空间智能控制技术国防科技重点实验室北京理工大学更多>>
发文基金:国家自然科学基金航天科技创新基金国家重点基础研究发展计划更多>>
相关领域:航空宇航科学技术自动化与计算机技术理学更多>>

文献类型

  • 18篇中文期刊文章

领域

  • 15篇航空宇航科学...
  • 3篇自动化与计算...
  • 1篇理学

主题

  • 8篇航天
  • 8篇航天器
  • 5篇力矩
  • 5篇力矩陀螺
  • 5篇控制力矩陀螺
  • 4篇隔振
  • 3篇自适应控制
  • 3篇隔振平台
  • 2篇动力学建模
  • 2篇直接自适应
  • 2篇直接自适应控...
  • 2篇推力
  • 2篇欠驱动
  • 2篇欠驱动航天器
  • 2篇摩擦力
  • 2篇摩擦力矩
  • 2篇挠性
  • 2篇挠性航天器
  • 2篇控制器
  • 2篇ATTITU...

机构

  • 14篇北京航空航天...
  • 1篇北京理工大学
  • 1篇空间智能控制...

作者

  • 14篇徐世杰
  • 5篇金磊
  • 5篇张尧
  • 2篇刘敏
  • 2篇韩潮
  • 2篇黄庭轩
  • 1篇周付根
  • 1篇朱孟萍
  • 1篇田林
  • 1篇桂海潮
  • 1篇贾英宏
  • 1篇王冬霞
  • 1篇关宏
  • 1篇张军

传媒

  • 5篇中国空间科学...
  • 3篇宇航学报
  • 3篇北京航空航天...
  • 3篇Chines...
  • 2篇航空学报
  • 1篇航天控制
  • 1篇Acta M...

年份

  • 5篇2013
  • 11篇2012
  • 1篇2011
  • 1篇2010
18 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
星上控制力矩陀螺的高频抖动减振研究被引量:8
2011年
研究卫星姿态控制执行机构的隔振问题。首先介绍了隔振器原理及其参数选择依据,重点建立了含有隔振平台的整星动力学模型,并使用金字塔构型的CMGs作为执行机构。通过使用Adams工程软件验证了所建立的隔振平台动力学模型的正确性,最后通过整体仿真,验证了隔振装置对星体姿态稳定度的改善作用,为CMGs的隔振系统工程化设计提供理论支持。
张尧徐世杰
关键词:控制力矩陀螺隔振平台
空间机器人抓取未知目标的质量特性参数辨识被引量:14
2012年
根据动量守恒定理,研究了单臂自由飘浮空间机器人抓取未知目标的质量特性参数辨识问题。已有文献中基于动量守恒原理进行的参数辨识只适用于系统线动量和角动量为零的情况,当两者不为零时无法得到正确的辨识结果。为解决此问题,本文首先在惯性系而非本体系下推导得到了机械臂抓取未知目标后的系统线动量和角动量,保证了其各分量的守恒特性。然后基于此特性,通过在轨测量两个时刻机器人本体的线速度、角速度以及机械臂各关节的角速度和转角信息,建立了含有未知目标质量特性参数的动量增量方程。最后根据三组测量信息,从联立的动量增量方程组中求解得到未知目标的质量特性参数。数值仿真表明,此方法在系统线动量和角动量为零和不为零两种情况下都能实现高精度的参数辨识,同时还避免了方程求解的奇异问题。
金磊徐世杰
关键词:动量守恒空间机器人
小型控制力矩陀螺扰动建模及性能指标分析被引量:1
2012年
为实现遥感卫星的高精度指向能力,对遥感卫星星上常用执行机构控制力矩陀螺扰动及性能指标评定进行了研究。首先,充分考虑小型控制力矩陀螺的静动不平衡量以及框架轴的安装误差,根据动量定理和动量矩定理建立了完整的星载小型控制力矩陀螺的动力学模型,并对所建立模型的正确性进行了理论分析和仿真验证;其次,将含有扰动特性的小型控制力矩陀螺应用到星上,建立了整星动力学模型,并选用合适的框架伺服控制系统和转子伺服控制系统,完成整星的姿态稳定控制任务;最后,采用数值仿真的方式分析了陀螺转子静动不平衡因素以及框架角测量误差对星体姿态精度和稳定度带来的影响。结合任务要求,对小型控制力矩陀螺设计提出静动不平衡量等指标要求,以期使其满足星上光学有效载荷的成像要求。
张尧金磊徐世杰
关键词:性能指标遥感卫星
Attitude Control Considering Variable Input Saturation Limit for a Spacecraft Equipped with Flywheels被引量:7
2012年
A new attitude controller is proposed for spacecraft whose actuator has variable input saturation limit. There are three identical flywheels orthogonally mounted on board. Each rotor is driven by a brushless DC motor (BLDCM). Models of spacecraft attitude dynamics and flywheel rotor driving motor electromechanics are discussed in detail. The controller design is similar to saturation limit linear assignment. An auxiliary parameter and a boundary coefficient are imported into the controller to guaran- tee system stability and improve control performance. A time-varying and state-dependent flywheel output torque saturation limit model is established. Stability of the closed-loop control system and asymptotic convergence of system states are proved via Lyapunov methods and LaSalle invariance principle. Boundedness of the auxiliary parameter ensures that the control objective can be achieved, while the boundary parameter's value makes a balance between system control performance and flywheel utilization efficiency. Compared with existing controllers, the newly developed controller with variable torque saturation limit can bring smoother control and faster system response. Numerical simulations validate the effectiveness of the controller.
TIAN LinXU Shijie
星上控制力矩陀螺群隔振平台的动力学特性被引量:15
2012年
为能够给星上有效载荷提供一种超静环境,提出一种星上控制力矩陀螺群(CMGs,Control Moment Gyroscopes)的隔振方案,并对所使用的隔振平台的动力学特性进行研究分析.首先介绍了不同参数模型的隔振元件工作原理和参数特性;其次利用牛顿-欧拉法对含有隔振平台和CMGs的卫星进行动力学建模;最后通过频域和时域的方法分析并对比了各个参数模型下的隔振平台力衰减特性以及对星体姿态稳定度的改善程度.结果表明:两参数加调谐质量阻尼器模型下的隔振平台对共振峰值有一定的衰减作用,三参数模型下的隔振平台在力衰减和对姿态稳定度的改善程度上要明显优于其他2种模型.
张尧黄庭轩徐世杰
关键词:调谐质量阻尼器隔振平台
欠驱动航天器姿态稳定的分层滑模控制器设计被引量:20
2013年
利用分层滑模控制方法,为带两个控制执行机构的欠驱动刚体航天器的姿态控制系统设计了一种三轴稳定控制器。首先,给出了基于两个推力器的欠驱动航天器的姿态动力学和运动学模型,分析了其模型特点。其次,将子系统的变量进行组合定义成第一层滑模面,利用Filippov等效定理求出等效控制律。然后依次构造出第二层滑模面及第三层滑模面,根据滑模控制原理求出切换控制律,进而得到总的控制量。利用Lyapunov稳定性理论和Barbalat引理及推论证明了各层滑模面的全局渐近稳定性。仿真实验验证了该控制方法的有效性。
王冬霞贾英宏金磊周付根徐世杰
关键词:欠驱动航天器推力器全局渐近稳定
飞轮隔振平台组合系统的动力学建模被引量:3
2013年
为分析隔振平台对星上飞轮扰动的衰减效果,研究了飞轮隔振平台组合系统的动力学建模问题.首先推导出含有静动不平衡量的飞轮加隔振平台组合系统的动力学模型.从模型中得出,飞轮和平台之间存在耦合;转子的静动不平衡会体现为飞轮的多项扰动力和扰动力矩.其次,对这些扰动项进行量级分析,并据此简化系统方程.最后利用数值仿真将简化模型与之前的完整模型作对比,验证了此简化模型的合理性;并通过初步的整星系统仿真,说明了隔振系统对航天器姿态稳定度的改善效果.
黄庭轩张尧徐世杰
关键词:飞轮隔振平台动力学建模
基于最优推力锥的级联推力分配算法
2012年
推力分配是推力系统冗余配置时航天器姿态控制系统的必备组成单元。针对传统直接搜索法以及单纯形法在分配过程中在线计算量大、工程实现较难的不足,提出了一种基于最优推力锥的级联分配方法。该算法首先进行无约束分配,搜索出实现目标控制量的准最优推力锥,然后用推力器喷气时间上限对无约束问题的最优推力组合进行饱和处理,更新推力器喷气时间上限,计算当前推力组合的控制误差,并作为下一步的目标控制量,更新推力锥,重复迭代,直至控制误差为0或当前目标量的可行锥不存在。文中以空间站核心舱为例进行了仿真,结果显示:与传统单纯形法相比,该方法能在保持计算量优势的前提下,在目标量可实现时能优化推力组合,精确实现目标量;目标量不可实现时,能在可达集内最大限度地实现目标控制量,充分利用了推力系统的控制能力。
朱孟萍徐世杰
关键词:推力分配航天器
A Backstepping Simple Adaptive Control Application to Flexible Space Structures被引量:4
2012年
Although the simple adaptive control (SAC) is widely studied both in theory and application in flexible space structure control and other control problems, it is restricted by the almost strictly positive real (ASPR) conditions. In most practical control problems, the ASPR conditions are not satisfied. Therefore, based on the SAC theory, this paper proposes a backstepping simple adaptive control algorithm which suits the system with arbitrary relative degree with no need of parallel feed forward compensa- tor. The proposed control algorithm consists of decomposition of the arbitrary relative degree system into a known subsystem and an unknown ASPR subsystem which are connected in cascade, design of constant output feedback controller for the known subsystem, and implementation of backstepping method and SAC of the unknown ASPR subsystem. Inheriting the characteristics of the SAC, this method can be adaptive online for the parameter uncertainties. Then, the application of the proposed controller to large flexible space structure with collocated sensors and actuators is studied, and the simulation results validate the proposed controller. It is a new strategy to apply the classical SAC to high relative degree plants.
LIU MinXU ShijieHAN Chao
关键词:BACKSTEPPING
星上光学有效载荷的两级隔振研究被引量:5
2012年
为实现星上光学有效载荷的高成像性能,对星上光学有效载荷的两级隔振进行了研究。所谓两级隔振,即除了对控制力矩陀螺群(CMGs)等执行机构振动源进行隔振外,还在光学有效载荷和星体之间加入隔振装置。首先建立了含有两级隔振系统以及CMGs和太阳帆板的整星动力学模型,并采用ADAMS工程软件验证了所推导模型的正确性;其次,在合理假设的基础上简化模型,分别求得由扰动源到星体和有效载荷的传递函数矩阵,分析CMGs隔振平台参数变化对姿态控制系统的影响,选择合理参数分析两级隔振系统的频域特性;最后通过数值仿真分析了两级隔振系统在星上应用的可行性,并通过频谱对比分析两级隔振系统对光学有效载荷姿态稳定度的改善程度。
张尧徐世杰
关键词:成像质量抖动动力学隔振
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