江苏省自然科学基金(SBK201343261) 作品数:8 被引量:15 H指数:2 相关作者: 康国华 陈雪芬 夏青 范凯 成婧 更多>> 相关机构: 南京航空航天大学 西安卫星测控中心 更多>> 发文基金: 江苏省自然科学基金 中央高校基本科研业务费专项资金 航天科技创新基金 更多>> 相关领域: 航空宇航科学技术 电子电信 更多>>
非合作体附着下的组合体航天器自适应控制 被引量:2 2016年 空间中非合作体附着航天器本体后,新组合体惯量参数未知、系统引入的动量变化未知,容易造成航天器姿态控制失稳。针对此问题,提出了一种基于非合作组合体整体惯量估计的自适应控制方案,实现不同情形附着下新组合体姿态的快速和高精度恢复。通过构造李雅普诺夫函数,对自适应控制方案稳定性进行了证明。搭建的某卫星被非合作组合体附着后的姿控仿真平台表明,在非合作体惯量参数未知、引入动量未知以及附着前系统状态不定等恶劣情况下,采用该算法的组合体姿控误差可收敛到一个极小的领域内,可以实现对非合作组合体系统快速而有效的控制。 陈雪芬 康国华关键词:自适应控制 基于SoPC的微小卫星姿态控制器的设计与实现 被引量:1 2016年 为提高微小卫星姿控系统的集成度、实时性、灵活性和可扩展性,本文运用SoPC技术设计了一种基于NiosⅡ双核架构的微小卫星姿态控制器。在一片FPGA内嵌入2个NiosⅡ软核,分别处理外设通信和姿控算法,双核通过共享存储器实现信息交互。该系统还封装了自行设计的外设接口IP核和各类数学运算IP核,分别实现多路并行外设通信和姿控算法的硬件加速。该系统也可以在上述基础上针对不同的应用需求,封装不同的IP核以实现系统的扩展和性能的提升。本文从构架设计、硬件选型、软件编排和任务调度等角度对系统进行了描述,最后以三轴气浮台模拟卫星本体作为控制对象,进行了全物理仿真实验,实验结果的统计表明,该姿态控制器功能齐全,性能稳定,可应用于实际的微小卫星姿控系统。 范凯 康国华 许蕾 周琼峰 潘俊帆关键词:微小卫星 姿控系统 SOPC 全物理仿真 基于SoPC的微小卫星姿轨控计算机设计与实现 被引量:3 2013年 为满足微小卫星对姿轨控计算机高性能、低功耗以及丰富的外设接口的要求,采用Cyclone IV FPGA芯片设计了姿轨控计算机,并且通过硬件编程实现外设接口控制器IP核,并将其集成到现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)中,提高系统集成度。此外,使用可编程片上系统(System on programmable chip,SoPC)技术在FPGA中实现了硬浮点运算,加快了NiosII软核处理浮点运算的速度。实测表明,采用Cyclone IV FPGA设计的姿轨控计算机具有功耗低、运算速度快以及接口丰富等特点,能够满足微小卫星对姿轨控计算机的要求。 康国华 夏青 成婧关键词:微小卫星 低轨微纳卫星全磁自主导航算法研究 被引量:1 2016年 针对低轨微纳卫星体积小、功耗低的设计约束,提出了基于低轨地磁的定软/定姿全磁自主导航算法。该算法仅利用三轴磁强计测量值和卫星动力学方程建立Kalman滤波器,实现了低轨微纳卫星的全自主轨道确定和姿态测量,理论仿真结果表明,该全磁导航算法精度能够满足低轨微纳卫星的一般要求。利用高精度地磁模拟器搭建了微纳卫星全磁自主导航地面仿真验证系统,对算法进行了全物理仿真测试和实验误差分析,进一步验证了全磁自主导航算法的可行性,为低轨微纳卫星提供了一种低成本、高自主、高可靠性的导航方法。 周琼峰 康国华 寇鹏 范凯 潘俊帆关键词:微纳卫星 KALMAN滤波 基于ITSI优选算法的星敏感器导航星库建立 被引量:5 2015年 为了有效提高星敏感器星图识别性能,基于ITSI导航星优选算法,合理地进行了导航星库的构建。该优选算法是在传统的导航星优选算法基础上进行的改进,通过区域分割和星密集度计算来实现优选导航星。同时,基于SAO星表,本文建立了一个星图仿真器的软件平台,可以按照实际需求输出全天球范围内不同光轴指向、视场角、轨道位置、像元敏感度等约束条件下的观测星图。在此星图的基础上,运用上述导航星优选算法,建立导航星星库。经均匀性评价准则验证,本文提出的导航星优选算法可以更好地实现导航星的均匀分布,降低星冗余度。最终基于此算法建立导航星库,可以有效降低星图匹配复杂性,提高星图匹配速率和识别成功率。 陈雪芬 康国华关键词:星敏感器 采用超声电机的旋转式惯导系统转台 被引量:1 2016年 目前国内外针对旋转式导航系统的研究表明,调制转台的性能直接影响到系统的导航精度。提出利用新型超声电机位移分辨率高、响应快、电磁兼容性好等特点,研制了高精度、低成本的超声电机调制转台,并实现了转台的非线性控制,从而增强导航系统旋转调制效果,进一步提高导航精度。相比于体积和功耗较大的常规电磁驱动旋转平台,该超声电机转台控制精度优于40'',响应时间优于5ms,体积小,且无磁影响,有利于实现低成本、低精度的MEMS旋转式导航系统的高精度应用,并进一步推动低成本微小卫星的应用和发展。 康国华 周琼峰 范凯 马云关键词:MEMS 超声电机 非线性控制 MEMS陀螺旋转导航误差的分析与仿真 被引量:2 2016年 目前基于高精度陀螺导航的旋转调制技术研究及应用已相当成熟,为实现低成本、低精度微机电系统(Microelectromechanical Systems,MEMS)陀螺的高精度应用,文章引入旋转调制技术。对旋转调制前后导航误差进行了理论分析和仿真,对比了相同条件下对不同精度陀螺的调制效果,分析了影响陀螺误差调制的因素。仿真结果表明,相同条件下低精度MEMS陀螺的旋转调制效果比高精度陀螺更加明显,在100s内导航误差降低了30%以上。另外,对旋转导航误差的分析表明,研制高精度旋转调制转台是提高MEMS陀螺旋转调制精度的关键技术。 周琼峰 康国华 陈雪芬关键词:旋转调制 MEMS陀螺 导航误差 基于小波变换的GPS微弱信号捕获组合算法 2014年 针对战场环境下GPS信号易受到敌方压制式干扰而产生严重衰减,提出了一种相干积分、非相干积分和小波降噪相结合的组合算法。该算法先通过相干积分和非相干积分结合的方法提高整体信号强度,避免导航数据位可能发生跳变的特性,然后采用小波降噪技术,克服信号与噪声的频带相互重叠时,滤波效果变差的问题,实现对弱信号的捕获。仿真结果表明,采用20 ms的相干积分时间、5次非相干积分和小波降噪,可以接收比传统方法低5 dB信噪比的微弱GPS信号。这种方法容易实现,预测可靠,具有实际应用价值。 袁超 康国华 夏青 郑峰婴 华冰关键词:压制式干扰 弱信号 小波去噪