收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

交会对接目标飞行器姿态动力学与控制仿真研究

周黎妮  
【摘要】:交会对接(RVD)是进行空间组装、空间救援、深空探测等的必要技术,也是我国载人航天第二步战略的关键技术,而建立交会对接仿真系统是深入研究交会对接技术的重要途径。 本文以交会对接仿真系统研制为背景,重点研究了航天器姿态控制律参数设计问题,搭建了具有较好通用性的航天器姿态动力学与控制仿真框架,设计开发了RVD目标飞行器仿真原型系统。全文的工作包括以下几个方面的内容: 1.对航天器姿态动力学模型和姿态控制技术进行了概括和总结。给出了交会对接目标飞行器的单刚体姿态动力学模型和多刚体姿态动力学模型,并描述了相关计算模型。 2.研究了带质量喷射装置和带角动量交换装置两类航天器的姿态控制律设计问题。设计了喷气姿态控制的相平面控制律参数,仿真验证了相平面控制律的实用性,并分析了控制器参数的变化对控制结果的影响;对比分析研究了飞轮PD控制器的参数预估、基于优化算法的参数整定和基于Matlab/Simulink的NCD模块三种设计方法。 3.研究了航天器的姿态机动最优控制问题。针对连续力矩和开关控制力矩两种已有的控制器模型,采用模拟退火算法,实现了连续力矩的时间最优参数优化和开关控制力矩开关次数最少的消振参数优化,在不增加控制律设计任务的前提下得到了具有实际意义的控制器。 4.利用面向对象技术建立了一个航天器姿态动力学与控制仿真框架。分析了航天器姿态动力学与控制仿真的通用性需求,给出了仿真框架的对象结构图,设计了通用仿真类库,建立了框架的对象模型、动态模型和功能模型。 5.在航天器姿态动力学与控制仿真框架基础上研制了RVD目标飞行器仿真的原型系统。利用原型系统完成了目标飞行器的六自由度仿真,并实现了目标飞行器对地定向姿态稳定控制和姿态机动控制的仿真任务研究。 本文的工作是我国交会对接地面仿真系统的一个重要组成部分,同时相关研究对其它类型航天器姿态动力学和控制研究具有一定的借鉴价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 任春珍;杨再华;孙刚;路毅;刘晓震;;太空环境飞行器交会对接设备精测工艺方法研究[J];航天器环境工程;2010年06期
2 周凯;汤国建;施蕾;;交会推力器配置优化研究[J];航天控制;2009年03期
3 程磊,王天舒,李俊峰;挠性多体卫星姿态动力学与控制[J];清华大学学报(自然科学版);2005年11期
4 程国采;;航天飞行器交会对接段的姿态控制四元数法[J];航天控制;1991年02期
5 李鹏;陈兴林;宋申民;李敏利;;交会对接最后逼近段姿轨耦合控制[J];智能系统学报;2010年06期
6 赵超,周凤岐,周军;变构型空间站的姿态动力学建模与控制[J];北京航空航天大学学报;2002年02期
7 杜向华;朱海潮;毛荣富;;主机对中姿态参数的近似算法[J];振动与冲击;2007年05期
8 毛伟;林春生;庞学亮;;基于三轴磁强计的姿态控制设计方法[J];系统工程与电子技术;2008年03期
9 张军;毕贞法;邵晓巍;;一种高超声速飞行器的非线性再入姿态控制方法[J];空间控制技术与应用;2008年04期
10 蒋自成;周建平;王跃锋;李九人;;基于十字靶标的人控交会对接仿真[J];国防科技大学学报;2007年05期
11 林琪;来嘉哲;;空间交会对接仿真技术研究[J];装备指挥技术学院学报;2008年05期
12 车军;唐强;刘锡成;杨晖;;无人旋翼飞机鲁棒姿态控制律设计[J];系统仿真学报;2008年S1期
13 吕波;曾国强;姚红;胡敏;;基于Simulink/Stateflow的小卫星姿态控制模块设计与仿真研究[J];科学技术与工程;2011年23期
14 王宁强,刘向东,陈振,刘付成,张云;基于 MATLAB 的卫星姿态控制半物理实时仿真平台[J];系统仿真学报;2005年07期
15 张万里;马广程;温奇咏;王常虹;;交会对接最终逼近段制导控制律设计方法研究[J];宇航学报;2007年04期
16 林来兴,张新邦;飞行仿真技术新的发展及其在航天领域中应用[J];计算机仿真;1996年01期
17 段广仁;钟震;姜苍华;;航天器的一种无源自适应姿态控制方法[J];哈尔滨工业大学学报;2011年05期
18 张军;王玫;赵德安;;高超飞行器的再入非线性鲁棒控制[J];动力学与控制学报;2011年01期
19 王景,刘良栋;小卫星的鲁棒自适应姿态控制[J];宇航学报;2003年03期
20 马婷婷 ,魏晨曦;空间交会对接测量技术的发展[J];中国航天;2004年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 尹海宁;;火星探测器的姿态动力学及其控制方法[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第八届学术年会论文集(上篇)[C];2011年
2 王琰;关强;;汽车液压制动传动系统波动效应的仿真研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
3 周跃发;李宏量;纪祥春;;六自由度运动摇摆模拟器动力学仿真研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 肖振国;田心;;婴儿痉挛症高幅失律脑电产生机制的仿真研究[A];第九次全国生物物理大会学术会议论文摘要集[C];2002年
5 余圣方;;800MW火电机组超临界直流锅炉的数学模型与仿真研究[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
6 王春光;谭立东;;基于虚拟样机技术的牧草高密度压捆过程分析[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集(下册)[C];2006年
7 王昌盛;张波;王坚强;;逆变器波形控制技术仿真研究[A];湖北省电工技术学会、武汉电工技术学会2008年学术年会暨理事会换届大会论文集[C];2008年
8 毛航银;江道灼;杨贵玉;吴文宣;;固态限流器桥路故障对系统运行的影响及控制策略研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(上册)[C];2008年
9 张蕾;冯贵斌;;卷取机的自动辊缝控制[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年
10 李新念;李小将;师俊芳;邵永哲;;基于UML的跟踪与数据中继卫星系统仿真研究[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周黎妮;考虑动量管理和能量存储的空间站姿态控制研究[D];国防科学技术大学;2009年
2 李鹏;交会对接中的滤波问题研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 张利宾;火箭上面级导航、中途修正与姿态控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 于秀萍;基于动态逆系统和神经网络理论的BTT导弹控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
5 李东;皮卫星姿态确定与控制技术研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2005年
6 王会刚;H型钢矫直机理及有限元动态仿真研究[D];北京科技大学;2005年
7 白露;循环经济发展阶段仿真研究[D];西北大学;2007年
8 胡立坤;一类簇状刚挠航天器模型与逆系统方法姿态控制研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 罗明;航空武器装备制造供应链绩效评价与改进策略研究[D];南昌大学;2009年
10 蒋建业;技术性贸易壁垒的测算方法及其对经济影响的仿真分析[D];东北大学 ;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周黎妮;交会对接目标飞行器姿态动力学与控制仿真研究[D];国防科学技术大学;2004年
2 刘静莉;民航旅客流程优化与仿真研究[D];南京航空航天大学;2005年
3 桑宏强;加工中心在线检测路径规划模型及仿真研究[D];河北工业大学;2005年
4 杨勇强;矿用防爆机车湿式摩擦离合器的优化与仿真研究[D];西安科技大学;2005年
5 卢定兴;基于新型仿真平台的汽轮机数字电液控制系统的仿真研究[D];福州大学;2006年
6 赵秋惠;空空导弹制导控制系统设计与仿真研究[D];西北工业大学;2006年
7 何宏宇;汽车行驶安全性判定及仿真研究[D];吉林大学;2006年
8 鲁峣;液压机械无级传动系统及控制仿真研究[D];吉林大学;2007年
9 李大奇;用于龋齿充填的粉体喷射技术研究[D];吉林大学;2007年
10 黄刘松;固体氧化物燃料电池—微型燃气轮机混合装置建模与仿真[D];上海交通大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 朱丽 付毅飞;“天宫一号”蓄势待发 肩负交会对接重任[N];科技日报;2011年
2 本报记者 王峰;天宫一号今日上天 “梦幻对接”方案揭盅[N];21世纪经济报道;2011年
3 李苹洁;确保交会对接任务软件可靠性[N];中国航天报;2011年
4 尹婷婷;长征二号F火箭赴酒泉执行首次交会对接任务[N];中国航天报;2011年
5 记者 王瑶 通讯员 刘涵喆;远望号测量船队交会对接测控任务准备基本就绪[N];解放军报;2011年
6 ;正视问题 振奋精神 落实责任 全力以赴 确保首次交会对接等型号任务取得圆满成功[N];中国航天报;2011年
7 余建斌;智慧让梦想与现实“交会对接”[N];人民日报;2011年
8 记者 徐壮志 王玉山 李惠子;首次交会对接:要求高难度大[N];新华每日电讯;2011年
9 见习记者 孙丁玲;载人航天工程交会对接任务将开展独立风险评估[N];中国航天报;2010年
10 本报见习记者 尚文超;荣誉与挑战同在[N];光明日报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978