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公开(公告)号:CN114861570B
公开(公告)日:2024-07-16
申请号:CN202210639848.3
申请日:2022-05-30
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/28 , G06F111/04 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的一种空间碎片环境平均演化预测方法,属于航空航天领域。本发明对空间碎片环境进行分层离散化,选取宏观量分组描述碎片的演化状态;建立碰撞、爆炸解体模型;结合空间碎片环境宏观描述、碰撞、爆炸解体模型,分析宏观状态下的空间碎片受到的环境摄动力,考虑大气阻力和碎片间相互碰撞的平均等效效应、初始碎片轨道偏心率、碰撞解体产生的碎片轨道偏心率、爆炸解体产生的碎片轨道偏心率影响,采用连续性方程对空间碎片密度演化进行建模,在建立空间碎片演化预测模型时加入发射模块和离轨模块,使建立的空间碎片演化预测模型在保证演化预测精度的同时提高演化预测效率。本发明还公开一种星座对空间碎片环境演化作用分析方法。
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公开(公告)号:CN117369499A
公开(公告)日:2024-01-09
申请号:CN202311410845.3
申请日:2023-10-28
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种应用于高密度环境下的航天器集群轨迹规划方法,该方法通过序列凸优化算法对航天器进行轨迹规划,并基于可达集与航天器自身的几何形状作避碰约束,能有效解决多航天器集群轨迹规划中间时刻的避碰问题,并减小碰撞约束的保守性,同时此种方法减小了轨迹规划的燃料消耗。本发明能够解决传统方法使用最小安全允许距离降低中间时刻的避碰概率存在的不足。利用可达集精确计算航天器在未来时刻的位置,因此航天器集群在轨迹规划时,与邻居航天器的规划距离可以更近,且不发生碰撞,从而提高了轨迹规划的成功率,减小燃料消耗,且计算时间没有显著增长。
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公开(公告)号:CN116382095A
公开(公告)日:2023-07-04
申请号:CN202310584884.9
申请日:2023-05-23
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的一种棱锥型增阻离轨装置自稳定构型优化方法,属于航天器姿态动力学与控制领域。本发明建立棱锥型增阻离轨系统三维姿轨耦合动力学模型,进而将棱锥型增阻离轨系统姿态模型简化至轨道平面,基于所述棱锥型增阻离轨系统姿态模型进行非线性分析,基于分析所得规律得到棱锥型增阻离轨装置稳定构型约束条件,在此约束条件下提出基于解析表达的棱锥型增阻离轨装置构型优化方法,进而得到使得棱锥型增阻离轨装置稳定性最好的棱锥型增阻离轨装置最优构型,进而实现棱锥型增阻离轨系统有效面积最大化,提高离轨卫星的离轨效率。本发明能够解决低地球轨道卫星寿命末期离轨采用增阻装置由于姿态无规则翻滚导致的离轨效率降低和易受冲击断裂问题。
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公开(公告)号:CN114967453A
公开(公告)日:2022-08-30
申请号:CN202210587606.4
申请日:2022-05-25
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的一种基于神经网络的卫星东西位保协态初值估计方法,属于航空航天技术领域。本发明实现方法为:建立轨道运动模型、地影约束模型,并分别建立时间和燃料最优位置保持问题模型;多次求解最优问题获得东西位置保持燃料最优解并构建数据集;设计转移时间预测模块结构并训练子网络,解决转移时间难以获得的问题;设计地影预测模块并训练子网络解决地影判断困难的问题;设计协态初值预测模块结构并训练子网络解决协态初值优化困难的问题;在此基础上,构建三相DNN,用以获得转移时间与协态初值估计,使得打靶法能够快速收敛,提高东西位保问题在轨求解效率,解决协态初值敏感问题,实现卫星在轨东西位保协态初值实时估计,进而减小地面站压力并增强卫星自主性。
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公开(公告)号:CN113131815B
公开(公告)日:2022-07-01
申请号:CN202110403660.4
申请日:2021-04-15
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种面向空间灵巧载荷电动执行器的高带宽控制方法,特别涉及一种面向空间探测机器人的高带宽电动执行器的控制算法设计,属于机电伺服与控制领域。本发明首先建立永磁同步电机的电压方程,并推导得到电机q轴电压方程;将q轴电压方程中的扰动项以及由电机参数引起的变化看作总扰动,利用扩张状态观测器进行观测,并在线性状态误差反馈控制律中进行补偿,以消除扰动。在外环使用PD控制器完成位置与速度控制,最后实现了执行器的力矩、速度与位置控制,并确保了执行器的控制带宽达到4KHz以上。
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公开(公告)号:CN112208793B
公开(公告)日:2022-03-15
申请号:CN202011051296.1
申请日:2020-09-29
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/16 , B62D57/028
Abstract: 本发明公开的一种用于控制动量驱动机器人的智能跳跃方法,属于深空探测机器人控制领域。本发明利用机器人的动量轮刹车机构设计起跳过程,分为试跳、腾空、加速起跳和飞行四个阶段使动量驱动机器人完成跳跃,结合上述四个阶段的特征使动量驱动机器人的起跳过程清晰便于控制,提高落地点的精度;建立该动量驱动机器人在弱引力场环境下跳跃行为动力学模型;利用机器学习算法,找到环境参数与试跳阶段结束时运动参数之间的关系,在环境参数已知的情况下利用机器学习算法建立跳跃力矩参数和跳跃轨迹参数之间的关系,使动量驱动机器人具有感知外部环境参数并适应复杂环境的能力,基于环境参数设计跳跃参数规划动量轮转速使跳跃距离、腾空高度可控。
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公开(公告)号:CN108820264B
公开(公告)日:2020-07-07
申请号:CN201810860095.2
申请日:2018-08-01
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种用于清除空间碎片的绳系拖曳系统及方法,属航天技术领域。本发明公开一种用于清除空间碎片的绳系拖曳系统,包括拖船、系绳和系绳收放机构,被拖曳清除对象为空间碎片;系绳连接于拖船的一端为主绳,另一端分叉出多根子绳连接于空间碎片边缘,借助拖船产生推力,使空间碎片拖曳离轨,完成清除任务;采用多根子绳连接于空间碎片边缘能够增加系统的冗余度,提高绳系拖曳系统的可靠性;与空间碎片相连的多根子绳能产生对空间碎片的姿态偏差进行修正的力矩,抑制空间碎片的姿态运动,避免绳系拖曳系统失稳。本发明还公开一种用于清除空间碎片的绳系拖曳方法,用于所述一种用于清除空间碎片的绳系拖曳系统,能够实现清除空间碎片的目的。
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公开(公告)号:CN110007681B
公开(公告)日:2020-06-26
申请号:CN201811432334.0
申请日:2018-11-28
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种利用连续推进器实现绳系编队自旋稳定展开优化方法,属于航天器制导与控制领域。本发明实现方法为:定义不同的参考坐标系来描述绳系编队系统运动,利用拉格朗日方程来建立自旋稳定绳系编队系统的动力学模型;在实时域中描述有限时域最优控制问题,然后基于时域映射将其转化为Mayer形式,对自旋稳定绳系编队系统的动力学模型给定控制输入和状态变量约束,构建自旋稳定绳系编队系统最优展开模型;利用Legendre‑Gauss离散化方法,将绳系编队系统自旋稳定展开的最终状态和控制输入离散在一系列离散点上,通过高斯伪谱法对绳系编队系统地自旋稳定展开动力学过程进行数值求解,能够减少需要输入的参数,提高计算精度。
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公开(公告)号:CN107545108B
公开(公告)日:2020-06-16
申请号:CN201710755432.7
申请日:2017-08-30
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及碎片清除任务的拖曳区域到质量比拖曳增强尺寸方法,属于空间碎片清除领域。本方法核心思想是:碎屑自然衰减时间与其初始质量之间的关系与最终期望的离轨时间所需的帆表面相连,并基于目前的碎片清除标准,本方法所设计的拖曳帆已被考虑用于驱动最终方程;且本方法一般并不影响帆类型,它可限制任何拖曳帆的设计参数以进一步优化设计循环;已使用了世界主要空间机构的类似任务国际标准,所以任何国家定义的任务都可以采用这种方法进行计算。
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公开(公告)号:CN110682290A
公开(公告)日:2020-01-14
申请号:CN201910972815.9
申请日:2019-10-14
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种闭环机械臂系统的碰撞检测方法,特别涉及一种基于动量观测器的闭环机械臂系统碰撞检测方法,属于机器人技术领域。本发明通过在闭环机械臂系统关节处布置运动传感器测量关节运动信息、布置六维力/力矩传感器测量每个闭环中任意至少一个关节处约束力和约束力矩,并基于动量观测器实现对闭环机械臂系统的碰撞识别和碰撞信息的实时检测。本发明的方法所需传感器均配置于关节处,装配简单、可靠性和灵活性高;本发明的方法无需关节角加速度信息或对高维时变质量特性矩阵求逆,碰撞信息观测结果精度高、时间延迟低;本发明的方法可通过改变观测器增益和碰撞判断阈值,调节观测器性能和检测灵敏度。
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