基于磁悬浮飞轮的卫星干扰建模及复合分层姿控方法研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61074183
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    杨照华
  • 依托单位：
    北京航空航天大学
  • 学科分类：
    F0302.控制系统与应用
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

随着对卫星姿态控制精度要求的提高，基于传统的等价干扰卫星控制方法遇到新的挑战，急需根据其工作特点进行干扰建模和控制方法研究。本项目以磁悬浮飞轮作为执行机构的对地观测卫星为背景，建立卫星内部干扰和外部干扰模型，并进行复合分层控制方法研究。卫星内部干扰主要考虑磁悬浮飞轮的动不平衡力矩、偏心磁拉力产生的切向力矩、电机产生的转矩脉动等干扰因素，以及卫星转动惯量变化引起的干扰力矩。卫星外部干扰主要考虑气动、地磁、太阳光压、重力梯度所产生的力矩；通过对干扰模型物理过程进行分析，结合基于姿控半物理仿真平台的测试实验进行建模，再将其分为常值干扰、周期性干扰、谐波干扰，建立复合分层抗干扰的高精度姿态控制策略。对已知模型采用抗干扰抵消的方法，以提高卫星姿态控制精度；对未建模动态采用抗干扰抑制的方法，提高卫星姿态控制稳定性。本项目开展和研究为卫星高精度控制提供理论基础，提升我国卫星干扰建模等方面的源头创新能力。

结项摘要

本项目以磁悬浮飞轮作为执行机构的对地观测卫星为背景，建立了卫星外部和内部干扰模型，并进行了复合分层控制方法研究。卫星外部干扰主要考虑气动、地磁、太阳光压、重力梯度所产生的力矩；卫星内部干扰主要考虑磁悬浮飞轮的摩擦力矩干扰、卫星转动惯量的不确定性和挠性振动。通过对干扰模型物理过程进行分析，结合基于姿控半物理仿真平台的测试实验进行建模，建立复合分层抗干扰的高精度姿态控制策略。对已知模型采用抗干扰抵消的方法，以提高卫星姿态控制精度；对未建模动态采用抗干扰抑制的方法，提高卫星姿态控制稳定性。通过计算机仿真和半物理仿真的方法验证复合分层抗干扰建模方法的正确性，在一定程度上提高了姿态控制的精度和稳定度，并具有较好的抗干扰能力。本项目已发表论文11篇，其中SCI收录3篇。培养研究生4名，其中已经毕业博士1人，硕士2人。本项目完成的干扰建模和控制方法研究对实现卫星的高精度姿态控制具有重要的意义。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（3）
专利数量（3）
The accuracy analysis of the spacecraft autonomous navigation system based on X-ray pulsars
基于X射线脉冲星的航天器自主导航系统精度分析
  • DOI：
    10.1177/0959651812455896
  • 发表时间：
    2013-01
  • 期刊：
    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part I-Journal of Systems and Control Engineering
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Wu, Jinyuan;Yang, Zhaohua;Yang, Ningning
  • 通讯作者：
    Yang, Ningning
空间环境探测卫星用磁强计误差分析及在线标定
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    宇航学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨照华
  • 通讯作者：
    杨照华
Small Satellite Sliding Mode Attitude Control with Magnetically Suspended Flywheels as Actuators
以磁悬浮飞轮为执行器的小卫星滑模姿态控制
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Journal of Beijing Institute of Technology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨照华
  • 通讯作者：
    杨照华
挠性航天器混合H_2/H_∞输出反馈姿态控制(英文)
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    宇航学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘华;张玉民;杨照华
  • 通讯作者：
    杨照华
基于机械飞轮干扰补偿的小卫星自适应滑模变结构姿态控制
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    航天控制
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨宁宁;杨照华;余远金
  • 通讯作者：
    余远金

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  • 期刊：
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  • 期刊：
    红外与激光工程
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  • 作者：
    吴琳;杨照华;房建成
  • 通讯作者：
    房建成

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杨照华的其他基金

基于光场追踪调控的星载计算量子关联成像方法
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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