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江苏科大声纳拖曳系统姿态控制研究项目通过鉴定

本报讯 日前,由江苏科技大学船海学院朱克强教授主持的“声纳水下拖曳系统运动姿态控制  (本文共1页) 阅读全文>>

厦门大学
厦门大学

挠性航天器的非线性姿态控制及被动振动抑制方法研究

挠性航天器是一类刚柔耦合的多输入多输出的复杂动力学系统,具有明显的非线性、挠性、不确定性和外部干扰特性。这些特性对高指向精度和高稳定度的姿态控制研究提出了挑战,是当前挠性航天器控制领域的难点和热点问题。本论文直接以挠性航天器姿态系统的非线性模型为研究对象,采用Lyapunov稳定性理论并结合多项式平方和(Sum-of-Squares,SOS)技术,研究这类系统的非线性以及鲁棒非线性姿态控制设计问题,以期为挠性航天器的姿态控制设计提供一套有效的新设计理论和新设计方法,主要研究内容如下:(1)考虑挠性航天器的大角度姿态机动及挠性结构的被动振动抑制问题,提出了一种基于挠性模态观测的非线性镇定控制设计方案。通过建立挠性航天器姿态系统的多项式型状态空间方程,利用Lyapunov稳定性理论和SOS技术,给出了基于挠性模态观测的非线性镇定控制器的存在性条件,并通过数值仿真验证了所提控制设计方法的有效性。该方法充分考虑了刚柔耦合动力学特性,仅通...  (本文共103页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

航天器空间捕获的姿态稳定与控制方法研究

航天器在轨服务包括卫星燃料加注、在轨维修和故障部件更换、在轨组装、报废卫星离轨操作和空间碎片清除等。服务航天器在抓捕非合作目标后形成了一个新的空间组合体―组合航天器。由于非合作目标的重量、几何形状等信息无法预先准确知道,组合航天器姿态的稳定与控制首先要解决质量、质心和转动惯量未知不确定性带来的控制鲁棒性问题。本文从组合航天器动力学建模与分析入手,重点研究了转动惯量不确定性、角速度操作约束、控制饱和约束和外部干扰条件下的组合航天器姿态稳定控制问题。论文的主要研究工作和成果如下:建立了含转动惯量不确定性、角速度操作约束、控制饱和约束的组合航天器姿态控制动力学模型。以动量轮力矩控制为条件,将组合航天器抽象为由多个子体和航天器本体组成的多体系统,基于动量矩定理推导了组合航天器一般姿态动力学模型。对比分析了组合前后姿态动力学特性,得出航天器转动惯量不确定性和控制力矩输入干扰的产生机理。在一定的假设下对组合航天器姿态动力学方程进行了简化,并...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏科技大学
江苏科技大学

基于STM32的3U立方星星务和姿态控制器设计

立方星作为一种新的卫星部署方式,逐步在遥感、通信、空间安全等领域成为小卫星发展的主流,通过网络组建技术形成卫星星座系统,可实现对海洋、大气环境、船舶、航天、航空飞行器等的监测,也可应用于空间成像、通信、大气研究、生物学研究,以及新技术试验平台等方面。星务管理和姿态控制是立方星在轨正常运行的重要保障,也是实现其他功能的基础,因此设计一套稳定可靠的星务管理和姿态控制系统是立方星技术研究的重要内容。本文根据立方星星务管理和姿态控制的功能需求,基于STM32微控制器设计一套用于星务管理和姿态控制的星载计算机硬件模块,同时在硬件基础上实现星务管理和姿态控制软件设计,并通过实验验证其可靠性。本文首先对3 U立方星的星务管理和姿态控制进行总体需求分析,在分析基础上完成星务管理和姿态控制的总体方案设计,介绍各相关模块的作用和参数并设计各模块与星载计算机的通信方式,设计基于STM32微控制器的星载计算机硬件模块;其次,对3U立方星卫星任务进行分析...  (本文共97页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京理工大学
北京理工大学

变质心高旋炮弹飞行性能研究

针对采用变质心技术的高速旋转炮弹,考虑滑块的六自由度运动,基于牛顿力学建立了由炮弹和滑块组成的多体系统的动力学模型,并根据实际情况对模型进行了合理简化。推导了炮弹的攻角方程,并求得攻角方程的解,进而分析了滑块的平移和转动对炮弹飞行稳定性及弹道的影响。以滑块的旋转角加速度为控制量,基于滑模变结构理论设计了具有鲁棒性的姿态控制器。合理假设炮弹的射程、侧偏与滑块的轴向位移和径向位移之间的函数关系,并通过仿真确定相关系数,进而得到落点预测公式。考虑滑块质量的变化对落点预测方程待定系数的影响,并通过多次仿真找出待定系数与滑块质量之间的关系,最终得到落点预测方程关于滑块三个位移及质量的关系。针对给定的待修正射程和侧偏,基于落点预测公式,设定滑块的移动范围约束,以滑块的总位移量为性能指标函数,建立优化问题,采用遗传算法对优化问题进行求解,得到能够满足修正要求且滑块总位移最小的最优滑块移动方式。  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

小卫星敏捷姿态控制及全物理仿真技术研究

随着人类对太空的不断探索,不断复杂化的空间任务对卫星姿态控制系统的快速性、稳定性要求越来越高。敏捷卫星姿态控制研究意在不断提高卫星快速机动过程中姿态控制系统的机动速度与稳态精度。与常用姿态控制执行部件飞轮对比,控制力矩陀螺(CMG)可以在同等功率水平下输出较大力矩,这是敏捷卫星理想的姿态控制执行部件。但是以CMG作为敏捷小卫星姿控执行部件存在两个严重问题:(1)当前在大中型卫星中应用的CMG系统多采用单机角动量大,单机数量少的设计方式,而由于大角动量单机控制误差带来的干扰力矩使得小卫星姿控系统很难有较高的稳定控制精度;(2)当前常见构型的失效操纵相容性较低,在单机失效后极易引起整星失稳。针对上述问题,本文在前人研究基础上,提出一种姿控系统方案,在一定的指令要求下,通过群构型的重构策略变换CMG单体参与控制的方式,从而使CMG群既能输出大力矩满足卫星快速机动的要求、又能输出精细力矩满足卫星稳定控制的要求。本文主要从CMG系统的可重...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>