国家自然科学基金(10672044)
- 作品数：19 被引量：106H指数：6
- 相关作者：崔平远崔祜涛张振江尚海滨任远更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学北京理工大学上海航天控制工程研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术天文地球自动化与计算机技术更多>>
- 星际转移发射机会搜索方法
- 2008年
- 针对星际探测任务发射机会搜索中,等高线图法计算量大和基于遗传算法的搜索方法难以得到精确最优解的问题,提出了一种混合搜索方法.该方法根据探测任务要求,定义待搜索目标函数,并确定搜索域;结合Lam-bert定理与Gauss算法对该问题进行降维;采用全局-局部混合搜索方法求解,解决了传统方法计算量大、计算效率低、求解最优解困难的问题.以1627 Ivar小行星的交会任务为例验证了该方法,其结果表明,采用混合搜索方法可以快速获得最优的星际转移发射机会.
- 徐瑞乔栋蒋惠萍
- 关键词：遗传算法混合搜索
- 近地小推力转移轨道的加权组合制导策略被引量：6
- 2007年
- 研究了近地小推力转移轨道的制导问题,给出了一种基于局部最优控制律的自主制导算法。推导出了各改进春分点根数对应的局部最优控制律;通过最优推力分配和目标偏差两个策略,对各局部最优控制律进行动态加权组合,从而有效减少了制导律的设计参数。在此基础上,针对燃料最省转移轨道,定义了一种新的发动机开关函数。采用遗传/逐次二次规划混合优化算法计算了最优制导参数。与传统算法相比,该制导算法是一种闭环制导算法,能够实现飞行器的自主制导,并且制导过程中无需对制导参数进行更新。以地球低轨到高轨的小推力转移为例,采用该方法分别求解了时间和燃料最省转移问题,并与传统算法进行了比较分析。数值结果验证了该算法的有效性。
- 尚海滨崔平远栾恩杰
- 关键词：开关函数混合优化算法
- 一种改进的自适应模糊卡尔曼滤波算法被引量：12
- 2007年
- 针对常规卡尔曼滤波(KF)处理小噪声和变化噪声不足,提出了一种改进的自适应模糊卡尔曼滤波[1(]IAF-KF)算法。该算法根据模糊推理输入量的变化特点建立一个新的非线性隶属度函数,取代了常用的三角形线形隶属度函数;然后利用模糊化后的等级和隶属度构造了补偿调节函数(CAF),用于调节卡尔曼滤波算法中的误差,提高实际测量误差与理论测量误差间的匹配程度。仿真实验表明,较之传统的卡尔曼滤波,该方法在小噪声和变化的噪声情形下有效的克服了稳态误差,同时降低了模糊卡尔曼滤波算法的复杂程度。
- 张池平刘宗尧
- 关键词：模糊推理卡尔曼滤波自适应调节
- 基于圆型限制性三体模型的借力飞行机理研究被引量：6
- 2009年
- 针对星际探测中的借力飞行技术,基于圆型限制性三体模型,深入研究了全相位角情况下借力飞行自由参数与借力飞行轨道变化之间的关系。在圆型限制性三体问题的假设下,通过正向与逆向积分相结合的方法,给出了圆型限制性三体系统中,通过借力飞行实现逃逸与俘获以及顺行轨道与逆行轨道转变的条件,并以地月系统为例,给出了通过月球借力飞行实现地月系统俘获与逃逸的借力飞行参数选择区域。同时,也给出了通过月球借力飞行实现轨道类型转变的参数变化范围。最后,讨论分析了借力飞行高度、速度和借力相位角对借力飞行轨道能量变化量的影响,进一步揭示借力飞行自由参数与借力飞行轨道变化之间的关系。
- 乔栋崔平远崔祜涛
- 关键词：借力飞行
- 不规则形状小行星引力环境建模及球谐系数求取方法被引量：12
- 2010年
- 在实施小行星探测任务之前,需要对不规则形状小行星的引力场有一个清楚的认识,以便于进行环绕或着陆小行星的轨道设计。文章提出了一种小行星引力场建模及球谐系数的求取方法。首先,由多面体模型方法重构出小行星外部的引力环境并以此作为虚拟观测量。在此基础上,根据球谐系数与引力势能间的关系,通过求解超定线性方程组得到小行星引力场的各阶次球谐系数。与传统的将小行星近似成三轴椭球体进而计算球谐系数的方法相比,该方法可大幅度提高引力场建模的精度。通过与由NEAR探测器轨道数据解算的Eros433小行星的球谐系数比较表明,其最大误差不超过6%。计算表明,该方法可以为小行星探测任务发射前的轨道设计提供更为精确的数据。
- 张振江崔祜涛任高峰
- 关键词：小行星
- 星际小推力转移轨道快速设计方法被引量：11
- 2007年
- 针对星际探测任务中燃料最省小推力转移轨道问题,提出一种基于标称轨道的快速设计方法。首先以具有相同端点时刻的无摄动标称轨道为参考,对传统的非线性轨道优化模型进行合理变换,将复杂的优化问题简化为可解的两点边值问题;然后基于标称轨道3个独立积分推导出解析的状态转移矩阵,并以此为基础导出了两点边值问题的最优解析解。该方法无需数值迭代,有效地克服了数值优化方法收敛性差、计算效率低的缺点。最后,以探测火星的小推力转移轨道为例对该方法进行了验证,与精确的数值结果相比,该方法计算的燃料消耗误差小于1%。
- 尚海滨崔平远栾恩杰
- 关键词：小推力两点边值
- 一种基于形态学的探测器安全着陆点选择方法被引量：5
- 2008年
- 探测器着陆点选择的优劣直接关系到探测器能否安全降落。提出了一种基于数学形态学的探测器安全着陆点选择算法。该算法先利用灰度形态学中的高、低帽变换对探测目标表面的弹坑及岩石等障碍进行检测,然后对形成的多连通区域利用数学形态学进行骨架提取并修正,进而求出最佳安全着陆点以及安全着陆半径,最后通过仿真验证了该算法的有效性。
- 邵巍崔平远崔祜涛
- 关键词：数学形态学安全着陆
- 最优两脉冲行星际轨道转移优化算法被引量：6
- 2007年
- 研究了最优两脉冲轨道转移问题。以行星际飞行为背景,结合状态转移矩阵和古典变分理论,推导了两脉冲行星际轨道转移的性能指标对可调参数的解析偏导数,并利用这些解析偏导数提出了一种快速的两脉冲轨道转移优化算法。解决了传统两脉冲行星际转移轨道优化算法中存在的计算速度慢,无法控制计算精度的问题。最后,以地球-火星轨道转移为例,将提出的优化算法计算的结果与传统的"能量等高线法"的计算结果进行对比,验证了此算法的正确性和快速性。
- 任远崔平远栾恩杰
- 关键词：变分法行星际轨道
- 基于三阶解析解的小行星平衡点附近halo轨道确定方法研究被引量：3
- 2011年
- 尽管周期解的存在性已经被证明,但要在给定的动力学系统中寻找到满足一定精度要求的周期解依然是一件极富挑战性的工作。提出如下方法确定小行星平衡点附近精确的周期轨道(halo轨道)。首先扩展运动方程:将小行星平衡点附近轨道运动方程的右端项在平衡点处展成三阶幂级数,从而将非线性运动学方程扩展为拟线性微分方程。然后求近似解析解:应用Lindstedt-Poincaré方法求解扩展后的运动方程组,将周期解和其运动频率展开成三阶幂级数,并将二者代入扩展后的拟线性微分方程中。这样就可以得到三个不同阶的线性运动方程,逐次求解三个微分方程并消除解中的永年项即可得到halo轨道的三阶解析解。最后微分校正:将周期轨道在三阶解析解附近线性化,得到状态转移矩阵,并使用状态转移矩阵和轨道终端状态的偏差修正轨道初值,从而得到满足精度要求的精确引力场中的halo轨道。
- 张振江崔祜涛崔平远
- 关键词：小行星HALO轨道
- 多面体模型的Eros433引力场计算与分析被引量：3
- 2012年
- 为更好的认识不规则小行星引力场的特点,本文采用多面体模型法对Eros433小行星的引力场进行计算,并由此分析了小行星引力场的分布特点.首先介绍了多面体模型的概念和小行星多面体模型的计算方法.然后,应用高斯公式和格林公式,通过两次积分变换将引力势函数的三重积分转化为一重积分,并将其应用到多面体模型中,推导了多面体模型的引力势函数、引力加速度和拉普拉斯算子的计算公式.最后,计算并分析了Eros433小行星引力场的分布特点,应用伪势能曲面和零速度曲线分析了小行星周围的轨道动力学环境和平衡点的位置情况,通过与JPL实验室公布的数据对比表明,本方法最大计算误差为1.52%,具有较高的精度.
- 崔祜涛张振江余萌
