基于四元数方法的绳系机器人姿态控制

为进一步提升空间绳系机器人在轨服务能力,研究了空间绳系机器人抓捕目标后的复合体姿态控制问题.首先,基于四元数原理,描述了空间绳系机器人在抓捕目标后组成的复合体姿态,建立了空间绳系机器人系统的动力学方程;其次,针对带约束的动力学控制方程,结合投影技术和Runge Kutta方法,构造了一种保四元数范数的显式投影方法;最后,通过数值实验,验证了所提出数值方法的有效性,同时分析了采用系绳和推力器同时控制,采用系绳、推力器相互切换控制,以及单独采用推力器进行控制这3种方式对空间绳系机器人抓捕目标后的复合体姿态的控制效果和能量消耗.     

九轴MEMS微型AHRS设计及其在矢量水听器中的应用

为了精确测量矢量水听器的姿态,设计了一种体积为 20 mm×20 mm×5 mm、重量为 1.8 g的微型航姿参考系统(AHRS).利用微机电系统(MEMS)陀螺仪测定角速度,用四元数等效旋转矢量算法求解姿态角;采用扩展卡尔曼滤波器对姿态角估计值进行修正,并估计出MEMS陀螺仪的角速度漂移量.测试结果表明,所提AHRS的俯仰、横滚和航向角误差均方根值分别为 0.04°、0.04°和 0.34°.最后,将AHRS集成到矢量水听器中,并在加窗直方图统计波达方向估计算法中加入姿态修正.海上实验结果表明,对于航速为8 kn的目标船,经AHRS修正后的单矢量水听器方位角误差均方根值约为3.8°,减小了平台运动导致的方位测量误差.     

柱塞气举工艺下基于重力观测的MEMS全姿态位姿测量系统

为解决柱塞小体积自主高精度位姿测量的难题,针对柱塞气举工艺,设计了一种基于重力观测的微机电系统(MEMS)全姿态位姿测量系统.首先,利用柱塞工作过程中大部分时间不存在非重力运动加速度的特性,设计了基于重力观测的自主导航算法提高位姿测量精度;其次,考虑到柱塞垂直运动过程中俯仰翻转时无解的问题,设计了全姿态解算算法.最后,对所设计的位姿测量系统进行了实物实验.实验结果表明:所设计的位姿测量系统进行作业时,水平姿态精度不大于 0.05 °、航向漂移小于 0.5 °/h、短时位置精度不大于 0.8 m,验证了该系统可解决柱塞目前存在的小体积自主高精度位姿测量难题.     

长寿命半球谐振陀螺惯性姿态敏感器设计与在轨应用

针对未来航天器对惯性姿态敏感器高可靠和长寿命的应用需求,首先设计了一种基于 4通道冗余方案的 4S 半球谐振陀螺惯性姿态敏感器.其次,针对高可靠、长寿命惯性姿态敏感器研制过程中的关键技术开展研究和验证.最后,对所提产品的在轨应用情况进行了评估,评估结果表明设计的半球谐振陀螺惯性姿态敏感器 4轴姿态测量功能正常,在轨性能与地面测试性能相当.通过地面验证和在轨应用情况,综合评估所设计产品寿命不低于 20年,可靠度不低于 0.98.     

控制一类磁性刚体航天器的混沌姿态运动

本文研究一类磁性航天器的混沌姿态运动及其控制.建立了在近地球赤道面圆轨道上运动受万有引力矩、磁力矩作用磁性刚体航天器姿态运动的动力学方程.采用时间历程、Poincare截面、Lyapunov指数和功率谱对系统的动力学行为进行数值识别,结果表明随着磁场参数的增大系统动力学行为由准周期环面破裂而出现混沌.利用输入-输出反馈精确线性化的方法将航天器的混沌姿态运动控制为姿态静止和按给定的周期规律运动,数值结果表明该控制方法的有效性.     

基于欧拉角的分导飞行器多模型自适应姿态控制

基于欧拉角的变换得到了刚体飞行器的一种多模型自适应控制律,它能解决转动惯量不确定并随时发生突变的分导飞行器的姿态控制问题.该控制策略可以有效地检测出转动惯量发生突变,并及时切换到最合适的控制器.通过理论分析证明了该控制策略的闭环全局渐近稳定.数值仿真表明该方案的有效性.     

需求不确定下供应链间古诺博弈决策分析

通过引入区间数和心态指标将需求函数模糊化,研究了需求不确定下供应链间竞争的决策问题。首先,分别构建了分散-分散决策、集中-分散决策和集中-集中决策三种模式下的供应链间价格竞争模型;其次,分析了不同竞争模式下市场规模等变量对零售价格、顾客需求量和供应链利润的影响;最后,以两条供应链为例,进行算例分析,并在此基础上,进一步分析了心态指标、市场规模等变量对最终决策结果的影响。     

卫星编队飞行轨道和姿态控制研究

卫星编队飞行是一种卫星应用的新概念,通过一系列造价更便宜的小卫星的分布式合作,代替大卫星实现复杂功能．在编队飞行一些应用中,要求受控卫星对目标卫星保持要求的相对位置和姿态以观察目标卫星的特定面,特别的,目标卫星可能是失效的．研究在近地轨道如何控制追踪星在失效的目标卫星附近飞行以追踪目标卫星特定面 的问题,给出了相对姿态和一阶近似的相对轨道动力学方程．基于线性反馈和Liapunov稳定性理论设计了控制策略．进一步的,考虑目标卫星转动惯量的不确定性,通过自适应控制的方法,获得正确的转动惯量比率．数值仿真算例验证了该控制方法的有效性．     

考虑成员风险态度的零售商资金约束闭环供应链定价与回收决策

针对由制造商、回收商和资金约束的零售商组成的三级闭环供应链,考虑供应链成员面对市场需求不确定时表现出不同的风险态度,研究了闭环供应链的定价与回收决策问题。首先给出了产品的市场需求函数与回收商的回收成本函数;然后基于均值-方差法,构建了各成员和闭环供应链的效用函数;进一步地,依据博弈论的思想,确定了不同渠道权力结构下的最优零售价格、最优回收率和最优批发价格;最后分析了闭环供应链成员风险态度和贷款利率对供应链最优决策和效用的影响。研究表明,成员风险态度和贷款利率能够影响闭环供应链最优决策和效用,其中,风险规避的零售商和制造商对闭环供应链其他成员均有利,但是对自身和闭环供应链不利;风险规避的回收商对闭环供应链成员均不利;贷款利率的增长会降低成员和闭环供应链的效用。     

一种基于决策者风险态度的区间数多指标方法的注记

本对基于决策风险态度的区间数多指标方法的映射函数的可区分性、理想点的存在性进行了论证，确保了区间数多指标决策方法的正确性，并对决策风险态度因子进行随机化，使此方法更合理，更有深度。