检索结果-内蒙古大学图书馆

宇航学报 2023年第6期44卷 895-905页

作者：于海森谭述君刘浩毛玉明大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024 大连理工大学辽宁省空天飞行器前沿技术重点实验室大连116024 上海宇航系统工程研究所上海201109

为了精确辨识动力系统故障下运载火箭的推力和质量,提出了一种最小二乘法与卡尔曼滤波相结合的联合校正辨识方法。以两级运载火箭二级飞行段为研究对象,采用惯性敏感器件测量的视加速度信息作为辨识的观测量,根据视加速度观测信息和上... 详细信息

为了精确辨识动力系统故障下运载火箭的推力和质量,提出了一种最小二乘法与卡尔曼滤波相结合的联合校正辨识方法。以两级运载火箭二级飞行段为研究对象,采用惯性敏感器件测量的视加速度信息作为辨识的观测量,根据视加速度观测信息和上一时刻的推力参数估计值,通过卡尔曼滤波估计当前时刻火箭的质量等状态量,再利用渐消记忆的递推最小二乘方法估计当前时刻火箭的推力参数,从而实现火箭质量和推力参数联合校正辨识。进一步,提出利用视加速度向量2范数差分判断推力参数突变时刻,并从突变时刻重新进行最小二乘辨识的改进策略,提高对推力参数突变的跟踪能力。数值仿真结果表明,对不同大小、不同类型的动力系统故障,所提出的方法都给出了运载火箭推力和质量参数的高精度辨识结果,尤其是结合故障检测的改进策略,大大提高了对推力参数突变的跟踪能力。

关键词：运载火箭动力系统故障推力辨识最小二乘方法卡尔曼滤波

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基于ESO的动力系统故障在线估计与补偿控制方法

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航天控制 2023年第4期41卷 43-47页

作者：张宇杨虎军黄聪王辉李依彤北京航天自动控制研究所北京100854 中国运载火箭技术研究院北京100076

应用自抗扰控制技术,在控制回路中增加扩张状态观测器(ESO),对飞行过程中动力系统故障等造成的干扰进行实时估计,并进行在线补偿,可显著减小发动机故障情况下的火箭姿态角偏差,提高控制品质。本方法不依赖故障诊断系统,将发动机故障视... 详细信息

应用自抗扰控制技术,在控制回路中增加扩张状态观测器(ESO),对飞行过程中动力系统故障等造成的干扰进行实时估计,并进行在线补偿,可显著减小发动机故障情况下的火箭姿态角偏差,提高控制品质。本方法不依赖故障诊断系统,将发动机故障视为外干扰进行在线补偿,适应性强,可靠性高,易于工程实践。

关键词：重型运载火箭动力系统故障自抗扰控制扩张状态观测器

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运载火箭动力系统故障下制导控制技术研究进展

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上海航天（中英文） 2022年第4期39卷 76-93页

作者：李爽刘旭叶松林子瑞南京航空航天大学航天学院江苏南京211106 北京航天自动控制研究所北京100854

动力系统故障是导致运载火箭发射任务失败的最常见原因,从动力系统故障建模、自主制导和容错控制方面,系统地阐述了动力系统故障下运载火箭制导控制技术的研究进展,为发展新型制导控制算法提供了思路。建立了推力下降故障和执行机构故... 详细信息

动力系统故障是导致运载火箭发射任务失败的最常见原因,从动力系统故障建模、自主制导和容错控制方面,系统地阐述了动力系统故障下运载火箭制导控制技术的研究进展,为发展新型制导控制算法提供了思路。建立了推力下降故障和执行机构故障的数学建模,并对比了国内外先进运载火箭的制导控制性能;总结了动力系统故障下自主制导所涉及的轨迹优化和制导算法;在被动、主动容错控制框架内,回顾了典型的故障诊断、控制重构、容错控制和震动抑制方法;同时,概述了人工智能技术在自主制导和容错控制方面的应用;结合“会学习”的运载火箭概念,讨论了人工智能技术在促进运载火箭自主化和智能化方面的发展趋势,对未来智慧火箭的制导控制技术进行了展望。

关键词：运载火箭动力系统故障故障诊断制导控制人工智能

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基于AGABP神经网络的运载火箭推力偏移损失故障在线诊断

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航空学报 2025年第8期 245-257页

作者：陈海鹏符文星闫杰西北工业大学航天学院中国运载火箭技术研究院无人飞行器技术全国重点实验室无人机技术集成攻关大平台西北工业大学无人系统技术研究院

针对运载火箭动力系统的推力偏移损失故障，提出基于自适应遗传算法反向传播（AGABP）神经网络的推力故障在线检测和诊断方法，仅依据箭载传感器测量得到的火箭运动信息，实现对推力损失故障的低延迟、高精度在线检测和诊断。首先根据... 详细信息

针对运载火箭动力系统的推力偏移损失故障，提出基于自适应遗传算法反向传播（AGABP）神经网络的推力故障在线检测和诊断方法，仅依据箭载传感器测量得到的火箭运动信息，实现对推力损失故障的低延迟、高精度在线检测和诊断。首先根据我国运载火箭数据及推力故障类型进行六自由度建模，并将过载和视加速度等对故障敏感的历史状态信息作为输入进行网络训练；其次通过自适应遗传算法调整BP神经网络中初始权重，从而得到优化后的网络参数；最后对得到的运载火箭推力偏移损失故障在线诊断模型进行六自由度在线仿真验证。数值仿真结果表明，与传统BP网络相比，基于AGABP的方法收敛速度快，迭代次数少，故障定位准确率为96.51%，故障定位延迟在0.1～2 s之间，94.19%的样本预测推力下降程度与实际推力下降程度之差在20%范围内。

关键词：运载火箭动力系统故障故障检测与诊断自适应遗传算法神经网络

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运载火箭动力故障下的自主救援轨道规划

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飞行力学 2021年第2期39卷 83-89页

作者：李师尧常武权闫宇申李新国西北工业大学航天学院陕西西安710072 陕西省空天飞行器设计重点实验室陕西西安710072 中国运载火箭技术研究院北京100076

针对运载火箭上升段出现动力下降故障的问题,提出了一种基于二阶锥规划方法的在线救援轨道规划策略与飞行轨迹重构算法。根据故障大小设置不同的终端条件,规划合适的救援轨道;同时为了方便求解,设计了新的控制量,然后采用逐次凸化、线... 详细信息

针对运载火箭上升段出现动力下降故障的问题,提出了一种基于二阶锥规划方法的在线救援轨道规划策略与飞行轨迹重构算法。根据故障大小设置不同的终端条件,规划合适的救援轨道;同时为了方便求解,设计了新的控制量,然后采用逐次凸化、线性化和梯形离散等方法,将原始规划问题转化为序列迭代求解的二阶锥规划问题。仿真结果表明,所提策略及算法能够满足动力系统故障后的在线救援轨道规划和飞行轨迹重构需求。

关键词：运载火箭动力系统故障救援策略轨迹重构二阶锥规划

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运载火箭动力故障下在线轨迹规划与自适应制导方法研究

运载火箭动力故障下在线轨迹规划与自适应制导方法研究

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作者：李源哈尔滨工业大学

学位级别：博士

作为航天技术发展和空间探索的基础,新一代大运载能力运载火箭的研制迫在眉睫。要实现运载能力的提升,必须研究新型、大推力火箭发动机。然而,新型动力系统的研发需要应用新理论、新材料、新技术,不可避免的降低了动力系统可靠性,一旦... 详细信息

作为航天技术发展和空间探索的基础,新一代大运载能力运载火箭的研制迫在眉睫。要实现运载能力的提升,必须研究新型、大推力火箭发动机。然而,新型动力系统的研发需要应用新理论、新材料、新技术,不可避免的降低了动力系统可靠性,一旦在发射过程中发生动力系统故障,将造成难以估量的损失。随着计算设备技术以及优化理论的发展,在线轨迹规划成为未来飞行器面对突发状况、实现应急轨迹与任务重构的有效途径。在此背景下,本文以凸优化算法为实现轨迹快速优化的主要工具,重点针对运载火箭上升段动力系统故障情况,开展在线轨迹规划、任务重构以及自适应制导技术研究。论文的主要工作包括非凸轨迹规划问题凸化方法、凸优化问题改进求解技术以及高精度入轨制导策略。论文主要研究内容如下:对运载火箭上升段动力学模型以及典型弹道特性进行详细分析,并给出相关坐标系定义与转换方式;对运载火箭动力故障常见情况进行详细分析与分类,并建立动力系统故障模型,为在线规划模型建立奠定基础;对凸优化问题数学理论和伪谱离散方法进行研究与分析。在运载火箭不同飞行段、发生不同程度的动力系统故障,需要考虑采用不同的在线轨迹规划和自适应制导算法。针对运载火箭在非入轨飞行段发生中等程度动力系统故障情况,本文研究了运载火箭能量最优轨迹在线规划方法。首先,基于耗尽关机假设给出固定时间终端能量最优轨迹规划模型;而后,应用无损凸化方法将非凸推力幅值约束转化为凸约束,并基于最优控制理论给出了凸化过程的无损性证明;其次,应用伪谱离散方法和非凸项迭代更新策略完成了对动力学模型中非凸项的处理。论文对上述方法进行了数值仿真实验,分析了算法特点和适用性,为后续入轨段在线轨迹规划奠定基础。针对运载火箭入轨飞行段,不仅需要考虑大偏差条件下的轨迹重构,还需保证入轨精度满足任务需求。为此,本文提出了多终端约束轨迹在线规划算法。首先,为了便于目标轨道根数表达,本文在近焦点坐标系建立轨迹规划问题模型,并研究两步校正迭代策略求解序列凸化后的轨迹规划问题,实现多终端约束问题的快速精确求解。为了保证入轨精度,研究了滑行段时间计算策略,保证入轨时间—位置精度要求,并针对在线轨迹规划算法计算周期长、入轨制导精度不足的问题,研究了在线轨迹规划与制导算法自适应切换策略,保证大偏差和故障情况下的运载火箭入轨精度。仿真实验验证了算法的精确性、快速性和鲁棒性,具备在线应用潜力。当运载火箭发生严重故障,无法进入目标轨道、甚至无法进入空间时,同样需要进行在线轨迹重构,减小任务损失。针对运载火箭无法进入预定目标轨道情况,本文研究了最优救援轨道设计方法,并提出了故障同伦技术,保证严重故障情况下算法的收敛性。针对运载火箭发生严重故障、载荷无法入轨的情况,研究了安全再入策略,实现了预定地点、预定速度再入,保证坠落地点精度,避免更大损失和国际纠纷。为了进一步提高轨迹在线规划凸优化问题的求解效率,本文首先对求解凸优化问题常用的原对偶内点算法原理进行了深入研究,并对其求解思路和步骤进行详细推导。同时,针对运载火箭轨迹规划问题不等式约束的强积极性,以及等式约束矩阵较好的稀疏特性,给出了求解运载火箭轨迹规划子凸优化问题的改进原对偶内点算法,并通过典型故障条件下的仿真实验,验证了改进策略的有效性。综上,本文针对运载火箭动力系统故障情况下轨迹在线规划与自适应制导技术进行了深入研究。将凸优化技术应用于运载火箭在线轨迹规划,并改进了传统方法,保证不同飞行段、不同故障程度条件下,降低甚至消除故障带来的损失。相关成果具有较好的理论和应用创新性,为未来新一代运载火箭轨迹在线规划和自适应制导技术应用提供良好参考。

关键词：运载火箭动力系统故障多约束凸优化改进内点法自适应制导

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六旋翼飞行器动力系统容错控制方法研究

六旋翼飞行器动力系统容错控制方法研究

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作者：赵佐权浙江大学

学位级别：硕士

无人机为人们的生产生活带来了很多便利,但是无人机坠毁也对人们的人身安全和财产安全带来了巨大的损失。为了减少无人机的坠毁事故,本文对六旋翼飞行器动力系统的容错控制方法进行了研究。研究的主要内容包括:1)基于牛顿第二定律和欧... 详细信息

无人机为人们的生产生活带来了很多便利,但是无人机坠毁也对人们的人身安全和财产安全带来了巨大的损失。为了减少无人机的坠毁事故,本文对六旋翼飞行器动力系统的容错控制方法进行了研究。研究的主要内容包括:1)基于牛顿第二定律和欧拉动力学方程,建立了六旋翼飞行器完整的动力学模型,并将非线性的动力学模型用一种线性变参数的方法表示。最后,分析了动力系统的故障模式并建立了相应的故障模型。2)在线性表示的六旋翼飞行器动力学模型的基础上,设计了基于滑模控制方法的飞行控制器。该飞行控制器可以实现对飞行器高度和姿态角的控制,并对飞行器系统的不确定性、旋翼未建模的动态具有鲁棒性。在飞行控制器的设计过程中,用极点配置的方法对滑模面进行设计,根据线性表示的飞行器动力学模型和趋近律设计了滑模控制率,同时还对控制率的稳定性进行了分析。为了验证飞行控制器的有效性,在Simulink环境下进行了仿真验证。3)在设计的飞行控制器的基础上,设计了基于控制分配的容错控制算法。该算法可以在飞行器动力系统故障的情况下,对六旋翼系统的控制分配问题建立优化模型以实现对飞行控制器产生的控制信号合理分配。另外,在文中还提出了一种计算资源节约型的方法来求解优化问题,降低了求解优化问题过程中对计算资源的消耗。通过和另外一种飞行器动力系统容错控制算法的仿真对比,证明了本文提出的容错控制算法的优越性。

关键词：六旋翼飞行器动力系统故障容错控制控制分配滑模控制

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基于线性二次滚动时域法的运载火箭发动机推力故障诊断

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宇航总体技术 2020年第6期4卷 29-37页

作者：叶松陈曦熊寸平北京航天自动控制研究所北京100854

研究了运载火箭动力系统在推力下降情况下的故障诊断问题。根据简化的六自由度非线性模型,利用扩展卡尔曼滤波器生成残差,采用线性二次滚动时域法估计故障,基于估计向量故障特性准确估计推力下降程度,同时提出利用故障突变方向定位故障... 详细信息

研究了运载火箭动力系统在推力下降情况下的故障诊断问题。根据简化的六自由度非线性模型,利用扩展卡尔曼滤波器生成残差,采用线性二次滚动时域法估计故障,基于估计向量故障特性准确估计推力下降程度,同时提出利用故障突变方向定位故障的方法。仿真结果表明该方法能够快速检测发动机故障并准确定位。

关键词：故障诊断动力系统故障运载火箭线性二次滚动时域法

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浅谈比亚迪E5电池管理系统故障诊断与排除

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时代汽车 2021年第4期 155-156页

作者：黄景鹏蒋翠翠郑少鹏广东交通职业技术学院广东省广州市510650

本文根据2018款比亚迪E5结构与原理,通过对比亚迪E5车辆电池管理系统的故障进行分析、诊断,并结合维修手册和相关资料去思考,找到该故障所在位置,排除车辆无法上电的故障,恢复该车正常行驶。这充分证明了如何运用所掌握的知识和原理,以... 详细信息

本文根据2018款比亚迪E5结构与原理,通过对比亚迪E5车辆电池管理系统的故障进行分析、诊断,并结合维修手册和相关资料去思考,找到该故障所在位置,排除车辆无法上电的故障,恢复该车正常行驶。这充分证明了如何运用所掌握的知识和原理,以及车辆新技术,并结合维修手册和相关资料去思考和解决车辆故障修理难题。

关键词：比亚迪汽车电池管理系统 OK电动力系统故障故障诊断

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