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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：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：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：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：CN106697333B
公开(公告)日：2019-09-06
申请号：CN201710022244.3
申请日：2017-01-12
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种轨道控制策略的鲁棒性分析方法，属于航天器轨道动力学与控制领域。本发明通过高斯轨道要素摄动方程对航天器的轨道运动进行建模；对低轨卫星的非球形摄动以及大气阻力摄动进行分析；设计轨道保持策略对航天器轨道要素进行保持控制；采用微分修正算法提高轨道保持的精度；建立航天器运行过程中的位置误差，速度误差，发动机推力误差模型；设计了航天器控制误差均值，方差，以及误差分布比例的计算模型；利用蒙特卡洛仿真方法对带有误差下的航天器轨道控制策略进行仿真分析，建立轨道控制策略的鲁棒性评价体系。在控制策略设计中，充分考虑星上轨道控制的实际情况，以简便可行为前提，贴合实际情况，保证该方法在实际工程中的可行性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118862288A
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202410891662.6
申请日：2024-07-04
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/20 , G06F17/12 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的一种增阻球最优瓣数构型下的高密度低损伤折叠方法，属于航天器姿态动力学与控制领域。本发明实现方法为：通过计算增阻球的最大、最小和平均面积，进而计算迎风面积误差以评估稳定性；综合考虑稳定性和经济性，设计增阻球最优瓣数构型；基于增阻球最优瓣数构型进行近似展开，得到增阻球平面模型，基于增阻球平面模型设计长短轴对称并联式z型折叠方式，并计算该折叠方式下的折展比和折痕总面积；基于折展比和折痕总面构建优化函数，以实现高折叠密度和低折叠损伤为优化目标，并结合工程尺寸约束优化增阻球长短轴对称并联式z型折叠方式，实现增阻球最优瓣数构型下的高密度低损伤折叠，增加航天器离轨过程的安全性。
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公开(公告)号：CN117420048A
公开(公告)日：2024-01-19
申请号：CN202311365517.6
申请日：2023-10-20
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种离轨与测量并行的低轨大气密度测量装置及方法，属于低轨航天器测控领域。本发明包括装置外壳、薄膜球、充气系统、贴片式压力传感器、压紧解锁机构和通信模块B。本发明采用球型薄膜装置充气展开增加星座卫星的迎风面积，提高星座卫星离轨效率；同时基于贴片式压力传感器测量离轨‑测量系统受到的合力；结合离轨‑测量系统的轨道数据、外形结构、阻力系数计算实时的低轨大气密度。薄膜球的折叠方法为平面螺旋粘接与z型折叠相结合，通过将薄膜球的多个平面单瓣顺次螺旋粘接后进行z型折叠，折叠成立方体形状，方便进行封装。本发明基于贴片式压力传感器实现星座卫星离轨所经过区域的大气密度测量，具有成本低、实时测量的优点。
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公开(公告)号：CN117408057A
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202311382025.8
申请日：2023-10-24
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种考虑状态不确定性的空间目标可检测概率预测方法，属于空间目标状态估计领域。本发明实现方法为：采用天基多传感器跟踪系统进行大规模空间目标跟踪，选取已编目目标作为待观测空间目标，并采用Walker星座构型作为天基观测星座的基本构型，构建空间目标状态和观测卫星状态的动力学模型；将空间目标跟踪问题建模为空间目标的观测空间与状态空间之间的对应关系，采用贝叶斯递归方法估计空间目标状态，建立空间目标状态估计模型；建立基于几何关系的天基观测模型，判断空间目标相对于传感器的可检测性；建立基于概率关系的天基观测模型，根据天基观测模型获得在数值上连续分布的空间目标可检测概率，即实现空间目标可检测概率预测。
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公开(公告)号：CN117125268A
公开(公告)日：2023-11-28
申请号：CN202311106638.9
申请日：2023-08-30
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种基于旋转电动力绳的低轨运载星座及其工作方法，属于航天载荷运送技术领域。本发明公开的一种基于旋转电动力绳的低轨运载星座，包含多颗卫星和通信网络，每颗卫星包含主星和子星两个部分。本发明通过在不同轨道高度部署由主星、子星和系绳组成的星座卫星构成运载星座，由载荷距离最近的子星接收载荷，通过系绳在洛伦兹力作用下的摆动，将载荷运送到下一卫星子星附近，借助推力器作用使两子星对接，完成载荷交接，在多次系绳旋转和载荷交接的接力过程后，载荷最终运动到目标轨道。本发明通过卫星接力实现载荷运送，避免传统火箭运载模式高能耗、高污染、低灵活性的问题，且能够解决传统单一旋转电动力绳载荷运送轨道范围小的问题。
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公开(公告)号：CN113935176A
公开(公告)日：2022-01-14
申请号：CN202111224605.5
申请日：2021-10-19
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/20 , G06F17/16 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的一种电动力绳的高精高效动力学建模方法，属于航天器轨道与姿态的动力学与控制领域。本发明实现方法为：在电动力绳系统中，将主星和子星视为质点，将导电系绳离散成多根刚性杆单元，即采用多根刚性杆铰接的离散体模型；通过结合Kane方程和多体动力学递推算法建立考虑多物理场耦合作用的离散电动力绳模型，利用递推算法计算复杂度与电动力绳系统自由度成线性关系的特点，在保证精度不变的前提下，尽量减少离散电动力绳模型中离散单元增加导致的数值仿真计算量增大的问题，实现电动力绳高精度高效率的动力学建模。本发明应用于航天器轨道与姿态的动力学与控制领域，能够解决航天器轨道与姿态相关工程技术问题。
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