教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-06-051)
- 作品数：9 被引量：65H指数：5
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- 皮卫星偏置动量轮在轨备份切换策略被引量：3
- 2011年
- 参考微动量轮的实测数据,讨论并建立描述转速随机变化的马尔可夫模型.在该模型基础上,提出并分析用于皮卫星的偏置动量轮备份、切换策略.该策略定义了4个正常模式和3个异常模式:在普通情况下,系统在正常模式下定时切换飞轮;当故障发生时,系统切入异常模式,隔离故障飞轮.与常规的冷备份方法相比,该策略为飞轮性能、功能的故障检测提供了更方便的途径,同时在更长时间段内,能够保持星体连续姿态稳定.数学仿真表明,应用本文策略,正常情况切换时,造成的姿态扰动最大不超过20°;对于突发故障,切换带来的姿态扰动恢复时间约为30min.
- 韩柯王昊朱小丰向甜金仲和
- 关键词：磁力矩器
- 皮卫星姿态估计及粗太阳敏感器标定算法研究被引量：2
- 2010年
- 粗太阳敏感器是一种由多个光电池片配置组成的模拟式太阳敏感器,它结构简单、资源要求少,在皮卫星平台应用较为广泛。光电池光伏输出特性是粗太阳敏感器测量的基础,使用余弦关系近似等效会引入很大的误差。通过实际测试和深入分析,建立了更高精度的粗太阳敏感器输出特性等效数值模型,并以此为基础,推导了卫星姿态估计及粗太阳敏感器标定的联合在轨实时算法。算法采用多级耦合结构,由1个扩展卡尔曼滤波器(EKF)和6个卡尔曼滤波器组成,同时估计卫星姿态、卫星角速度以及卫星6个面共30个标定参数。仿真表明,和常规的EKF姿态估计算法相比,联合算法的运算量只增加了一半,而估计精度却提高了一个量级。
- 韩柯金仲和王昊
- 关键词：卡尔曼滤波
- 皮卫星在轨能量平衡仿真研究被引量：7
- 2009年
- 针对浙江大学皮卫星由于输入能量条件差以及采用非调节母线和体装式结构,使其能量平衡计算相对于传统卫星更加复杂的特点和电源电路的特殊设计,对电源系统进行了建模.通过实时计算太阳电池、蓄电池和负载的在轨工作参数以及分析实时的电流平衡、电压平衡和能量平衡,最终得到真实的能量平衡仿真模型.对理想运行条件、实际环境条件和考虑卫星姿态失效的最差条件分别进行了仿真.结果表明,在理想条件下可以完全保证整星能量平衡;在实际环境下最大平衡功率能忍受实际负载约10%的拉偏;在最差姿态条件下已几乎没有裕量,但能完全保证卫星安全模式下的负载功率能量平衡.
- 金小军赵翔宇辜渝嘉金仲和
- 关键词：电源系统能量平衡
- MEMS陀螺误差建模与滤波方法被引量：31
- 2009年
- 从实际工程应用角度出发,探讨了微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)陀螺误差的有效滤波降噪方法。基于随机序列时序分析法的基本原理,采用实时平均算法对陀螺原始量测数据进行常值补偿预处理,得到随机漂移信号。对去除渐进项后的差分漂移信号进行AR模型建模,并依据该模型进行改进卡尔曼滤波,在输出差分信号滤波值的同时解算当前陀螺输出滤波值。通过对某MEMS陀螺实测数据的误差补偿结果表明,提出的滤波方法能够有效地抑制其漂移误差,提高实际应用中的测量精度。
- 蒙涛王昊李辉贺光红金仲和
- 关键词：AR模型卡尔曼滤波
- 锁相环中数字分频器对输出信号相位噪声和杂散的影响被引量：5
- 2009年
- 基于对数字分频器混叠效应的分析,解释了锁相环相位噪声线形模型与一些实验结果误差较大的原因。并通过对数字分频器的建模,得到了数字分频器输出信号相位噪声和杂散的计算方法。实验证明这种方法的计算结果与实验结果相吻合。再以此修正锁相环相位噪声线形模型,使锁相环输出信号的相位噪声和杂散的预测能够更加准确。
- 王春晖金小军金仲和郑阳明赵翔宇
- 关键词：锁相环数字分频器相位噪声杂散
- 皮卫星电源系统的设计与仿真被引量：12
- 2009年
- 为了满足皮卫星微小型化的要求,提出了一种新型卫星电源系统的设计方案.太阳电池阵-蓄电池组系统采用目前国内效率最高的三结砷化镓太阳电池阵和比容量最高的锂离子蓄电池,电源分配和变换广泛使用超低功耗工业级集成化器件,并且采用合理的筛选和测试手段保证系统可靠性.通过对太阳电池阵、蓄电池充放电和卫星负载进行建模,结合电源系统在轨运行的条件,仿真了卫星实时的能量状态,计算了在故障条件下电源系统的响应,以蓄电池容量变化作为能量平衡的判断依据.各种环境测试结果表明电源系统有效可靠,能量平衡仿真结果表明浙大皮卫星的能量策略不仅满足在轨运行条件,而且具有较强的抗故障能力.
- 赵翔宇金小军韩柯金仲和
- 关键词：电源系统能量平衡可靠性
- 基于太阳能电池板的皮卫星最优姿态确定算法被引量：3
- 2010年
- 为了提高皮卫星系统的设计冗余和可靠性,太阳能电池板可以复用为粗太阳敏感器.由于具有全空间视场,这一灵活的配置对周边光源有较强的敏感性,因此,在地球反照光干扰下,测量精度不高.在这一特定情况下,研究了改进的姿态确定算法,以提高卫星的姿态测量精度.根据反照光影响下电池板的实际输出情况,重新讨论Wahba问题,提出太阳能电池板定姿的新损失函数,并推导了该函数最小二乘意义下的最优姿态确定方法.与基于Wahba模型常用的四元素估计法(QUEST)相比,该模型的定姿算法具有更高的精度.蒙特卡罗仿真表明:该算法的平均定姿误差比QUEST小17%,误差标准差比QUEST小57%.
- 韩柯金仲和王昊
- 关键词：太阳能电池板最小二乘问题
- 基于低成本MEMS传感器的皮卫星融合定姿算法研究被引量：9
- 2009年
- 基于低成本低精度的MEMS陀螺、太阳敏感器、磁强计组合,设计了Unscented Kalman融合滤波算法。同时考虑到可能的故障模式,提出了仅依赖磁强计的备份滤波算法。在姿态参数选取上,采用修正罗德里德参数来描述卫星姿态,降低了滤波器的维数,避免了采用四元数时解算状态误差协方差参数的奇异。利用MEMS陀螺采集的随机噪声数据进行半物理仿真,仿真结果表明:该融合算法能有效对卫星姿态进行实时估计,在个别敏感器失效的情况下,同样能实现较高的精度,满足普通任务的要求。该算法具有工程实现意义,是对低精度MEMS敏感器在低成本皮卫星上应用的有益探索。
- 蒙涛王昊金仲和韩柯
- 关键词：UKF修正罗德里格参数MEMS陀螺
- 皮卫星在轨能量平衡仿真及实验被引量：3
- 2010年
- 以往对皮卫星的能量平衡分析,都仅仅建立在仿真的基础上。针对皮卫星的实际情况以及特点,改进了电源系统的仿真建模,建立了分流器件的真实模型,实时计算太阳电池阵、蓄电池和负载的在轨工作参数以及分析实时的电压平衡和能量平衡,得出了真实的能量平衡仿真模型。为了给能量平衡分析提供更加有力的依据,并验证能量平衡仿真,提出了一种基于实物的能量平衡实验方法,并设计出太阳电池模拟器。通过对卫星母线电压、锂离子电池电量的仿真结果和实验结果进行对比,使能量平衡分析得到了验证,也表明浙江大学皮卫星的能量条件可以保证整星的能量平衡。
- 辜渝嘉金小军赵翔宇金仲和
- 关键词：电源系统能量平衡
