宇航學報最新期刊目錄

航天器自主智能運維技術(shù)進展————作者：王坤朋;楊文昊;李文博;柴毅;姚娟;黃曉峰;王彤;

摘要：自主智能運維技術(shù)作為確保航天器在軌安全可靠、連續(xù)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵核心技術(shù)之一，是提升航天器自主生存能力和智能運行水平的重點發(fā)展方向。首先結(jié)合航天器的功能組成、運行環(huán)境及工作模式，深入梳理了航天器自主智能運維技術(shù)的內(nèi)涵與獨特特點。隨后，從自主狀態(tài)感知、自主故障診斷、自主評估預測、自主運維決策及自主學習更新5個關(guān)鍵維度，系統(tǒng)綜述了該技術(shù)領(lǐng)域的理論研究現(xiàn)狀與實際應用案例。最后，針對當前面臨的運維人員不可達...

基于遙測數(shù)據(jù)特征預測的輕量化航天器異常檢測————作者：劉切;李嘉璽;王澤煜;陳小龍;

摘要：航天器遙測數(shù)據(jù)異常檢測是保障航天器安全運行的關(guān)鍵技術(shù)。航天器異常檢測技術(shù)面臨遙測數(shù)據(jù)維度高、非線性強、異常類型復雜等挑戰(zhàn)。深度學習在異常檢測方面取得了巨大成功，但通常面臨模型計算過程復雜、規(guī)模大、占用內(nèi)存大、訓練時間長等問題。針對此情況，提出了一種基于遙測數(shù)據(jù)特征預測的輕量化航天器異常檢測方法。該方法提出了一種能捕獲時序特征的無監(jiān)督自編碼機模型進行特征提取，再利用輕量化的長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對所提取...

基于魯棒對抗強化學習的航天器智能容錯控制————作者：張秀云;冷嘉俊;劉文靜;劉達;宗群;

摘要：針對傳統(tǒng)航天器智能容錯控制訓練過程及真實在軌運行過程中的故障干擾等之間存在偏差、泛化性差的問題，提出一種基于魯棒對抗強化學習的航天器智能容錯控制方法。該方法通過引入對抗網(wǎng)絡(luò)，以最大程度模擬執(zhí)行器故障對航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的影響，“利用強大的對手訓練出更強大的控制器”，通過對抗網(wǎng)絡(luò)及控制網(wǎng)絡(luò)的交替迭代優(yōu)化訓練，生成魯棒性更強、適應性更高、容錯性更好的航天器智能容錯控制策略，提高航天器的智能自主運維能力...

基于稀疏變分貝葉斯的復雜裝備剩余壽命預測————作者：張毅;李文博;王浩;林文乙;劉切;

摘要：航天器等復雜裝備的剩余使用壽命（RUL）預測是裝備健康管理的核心技術(shù)。針對裝備存在的多個反映健康狀態(tài)的變量，以及多工況和數(shù)據(jù)不確定性帶來的建模挑戰(zhàn)，提出了基于稀疏變分貝葉斯的剩余使用壽命關(guān)鍵變量選擇及建模方法。通過回歸模型描述裝備健康狀態(tài)與監(jiān)測變量間的關(guān)系，同時考慮測量噪聲和參數(shù)的不確定性，采用變分貝葉斯進行參數(shù)后驗估計。在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地提出了基于稀疏貝葉斯的健康狀態(tài)變量確定方法。此方法首次將...

基于時序圖模式匹配的航天器故障診斷算法————作者：羅瑞欣;劉顯敏;高宇鵬;梁寒玉;張妍;

摘要：故障診斷是支撐航天器在軌健康運行的有效手段，其主要任務是檢測故障并判斷其發(fā)生的具體位置和原因。由于結(jié)構(gòu)復雜、工作環(huán)境極端等原因，航天器在軌監(jiān)測數(shù)據(jù)與實際故障間關(guān)系難以獲取，僅通過數(shù)據(jù)分析來實現(xiàn)故障診斷的方案可行性很低。對于同時利用知識圖譜和監(jiān)測數(shù)據(jù)共同完成故障診斷的思路，現(xiàn)有研究工作大都未考慮故障與一段時間內(nèi)數(shù)據(jù)異常模式間的關(guān)系。為解決上述問題，提出了基于時序圖模式匹配的航天器故障診斷算法，利用時...

撓性航天器動力學狀態(tài)的自主識別與監(jiān)測————作者：程天明;夏斌;魏承;徐赫嶼;

摘要：衛(wèi)星在軌運行時，柔性太陽翼的振動會影響其姿態(tài)穩(wěn)定性并降低控制精度。為監(jiān)測并優(yōu)化衛(wèi)星在軌狀態(tài)，需準確識別太陽翼在軌振動信息。當前測量方法多依賴太陽翼表面的合作標識點，但這會影響太陽翼動力學參數(shù)，且不利于在軌操作。為此，提出了新的無標識點視覺測量和模態(tài)辨識方法。將對級約束引入特征點的識別與提取中，增強了場景特征性；設(shè)計了用于二值化圖像邊界特征提取的卷積核，改進了相對位置關(guān)系描述子，進而計算特征點的空間...

歷史知識驅(qū)動的固體發(fā)動機總體遷移設(shè)計方法————作者：楊家偉;武澤平;張為華;高經(jīng)緯;

摘要：異構(gòu)設(shè)計知識遷移通過模擬人類利用歷史經(jīng)驗解決新問題的行為范式實現(xiàn)經(jīng)驗積累和知識重用，是推動設(shè)計方法智能化發(fā)展的重要途徑。針對固體火箭發(fā)動機總體設(shè)計方法智能化的發(fā)展需求，提出歷史知識遷移驅(qū)動的固體發(fā)動機總體設(shè)計方法。建立了物理規(guī)律驅(qū)動的設(shè)計案例性能映射和質(zhì)量映射方法，低成本快速獲取目標發(fā)動機的先驗知識；提出多精度數(shù)據(jù)融合建模遷移優(yōu)化方法和約束動態(tài)松弛的非精確搜索優(yōu)化方法，實現(xiàn)歷史案例知識的應用，同時...

多可信度數(shù)據(jù)融合方法在重復使用火箭氣動特性預示中的應用————作者：陳立為;秦曈;高武煥;胡彥辰;杜濤;唐偉;魏威;

摘要：隨著重復使用運載火箭技術(shù)的蓬勃發(fā)展，高效且精確地獲取火箭在返回階段的氣動特性，對于加速研發(fā)進程和提升設(shè)計效率至關(guān)重要。傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的氣動模型在遵循對稱性和連續(xù)性等關(guān)鍵物理規(guī)律方面存在局限性。為解決這一問題，提出了一種多可信度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。與直接將物理方程殘差作為損失項的物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PINN）不同，該方法以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊代替氣動建模Taylor展開式系數(shù)，保持了氣動系數(shù)相對攻角、側(cè)滑角的線性...

全程光照角約束的航天器伴飛軌道混合整數(shù)規(guī)劃————作者：方炫錕;王華;陸林;霍誠祎;何俊華;

摘要：為滿足空間目標近距離高清光學觀測任務的特殊需求，提出一種考慮伴飛全程光照角度約束的脈沖機動規(guī)劃方法。首先，在目標軌道坐標系下分析β角的變化規(guī)律，并建立太陽矢量的運動簡化模型。其次，基于脈沖控制方式設(shè)計了伴飛航天器的伴飛相對軌道，考慮攝動影響引入名義光照角約束，并基于CW方程建立了一種伴飛相對軌道的混合整數(shù)規(guī)劃模型。然后，利用差分進化算法求解燃料消耗最小的脈沖伴飛機動控制策略。數(shù)值仿真結(jié)果表明，所采...

熱力耦合作用的貯箱橢球底結(jié)構(gòu)變厚度優(yōu)化設(shè)計————作者：高佳偉;李鑫;滕浩龍;牛斌;

摘要：針對受熱力耦合作用的大型薄壁橢球底結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計問題，提出了基于厚度曲面映射的變厚度設(shè)計方法。通過選取合適位置和數(shù)量的控制點構(gòu)建厚度曲面，并通過厚度曲面獲得結(jié)構(gòu)各位置厚度，結(jié)合參數(shù)優(yōu)化的方法尋找最優(yōu)的厚度曲面，實現(xiàn)厚度連續(xù)光滑變化的變厚度設(shè)計。針對承載、減重的需求，采用控制點的厚度元素作為設(shè)計變量，引入結(jié)構(gòu)的最大Mises應力和應力均勻程度作為約束，建立以最小結(jié)構(gòu)質(zhì)量為目標的優(yōu)化列式，實現(xiàn)了熱力...

動靜壓混合型機械密封高溫區(qū)遷變機理分析————作者：馬學忠;盛雨順;

摘要：針對高速/超高速工況下機械密封潤滑液膜黏性生熱嚴重、液膜與端面溫升過大的問題，構(gòu)建了螺旋槽-節(jié)流孔機械密封流體動靜壓混合潤滑（HDS）、熱流體動壓潤滑（THD）與熱流體動靜壓混合潤滑（THDS）模型，考察了其潤滑流動、生熱與傳熱過程；圍繞工況、運行及結(jié)構(gòu)參數(shù)分析了THDS下的冷卻特性與密封性能。結(jié)果表明：經(jīng)節(jié)流孔進入間隙的加壓流體在均壓槽兩側(cè)呈“W”型路徑流動，一部分流向內(nèi)徑側(cè)，在其持續(xù)冷卻作用下...

運載火箭推力下降故障下的強化學習計算制導方法————作者：韓易博;何睿智;湯國建;包為民;

摘要：針對運載火箭非入軌段發(fā)生推力下降故障導致任務失敗的問題，提出了一種強化學習計算制導方法。結(jié)合強化學習的滾動優(yōu)化思想，將運載火箭非入軌段制導問題轉(zhuǎn)為馬爾科夫決策過程，在每個制導周期調(diào)節(jié)程序角指令以完成軌跡重構(gòu)，由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合映射關(guān)系保證動態(tài)決策效率。離線訓練階段，利用智能體與環(huán)境實時交互模擬運載火箭推力下降故障下的軌跡重構(gòu)過程，期間智能體迭代自身策略；在線應用階段，策略網(wǎng)絡(luò)依據(jù)狀態(tài)量生成程序角調(diào)整量...

大型低溫火箭準時發(fā)射技術(shù)研究與空間站應用————作者：鐘文安;余秀偉;葉欣;晏政;陳少將;宋揚;

摘要：空間站建造中的交會對接任務對運載火箭提出了“零窗口”準時發(fā)射要求。大型低溫液體火箭發(fā)射流程復雜，影響準時發(fā)射的因素眾多，使得準時發(fā)射能力長期難以被定量描述，發(fā)射任務難度極大。為了提高運載火箭的準時發(fā)射能力，研究了準時發(fā)射的概念和技術(shù)原理，提出了發(fā)射準時度來量化描述火箭的準時發(fā)射能力。以空間站建造發(fā)射任務為對象，根據(jù)準時發(fā)射技術(shù)原理對火箭的加注發(fā)射流程進行優(yōu)化，并將零窗口拓展為窄窗口。利用蒙特卡羅方...

低貝克萊數(shù)液態(tài)金屬對流換熱特性在軌微重力實驗————作者：劉貴林;尹釗;楊金祿;宋研;喬夢文;郭佩;王倩;王正義;鄧中山;劉靜;

摘要：針對缺少小尺寸流道低貝克萊數(shù)液態(tài)金屬對流換熱特性實驗數(shù)據(jù)和計算關(guān)聯(lián)式的問題，開展了在軌微重力環(huán)境(10^-6g)下液態(tài)金屬在矩形截面流道中低速流動的對流換熱特性實驗，有效避免了自然對流二次流對強迫對流換熱特性的影響。實驗采用恒熱流邊界條件，流道型面比為2.5，水力直徑為2.86mm，工作介質(zhì)為鉍銦錫共晶合金，熔點為60℃；實驗貝克萊數(shù)范圍為58～140；覆蓋層流向湍流轉(zhuǎn)變的過渡...

征稿簡則

摘要：<正>《宇航學報》（Journal of Astronautics）是由中國科協(xié)主管、中國宇航學會主辦的航天科技領(lǐng)域影響面最廣泛的綜合性中文學術(shù)期刊，創(chuàng)刊于1980年。學報關(guān)注航空宇航學科前瞻性研究、理論基礎(chǔ)研究和工程實踐運用，及時反映最新科技成果，促進國內(nèi)外學術(shù)交流。學報目前被文核心、中國科技核心等數(shù)據(jù)庫收錄，多次獲得“百種中國杰出學術(shù)期刊”等榮譽稱號，是我國航天科技人員發(fā)表高水平學術(shù)論文的首選...

《宇航學報》第七屆編委會成立大會暨第一次工作會議在京召開

摘要：<正>2月15日，《宇航學報》第七屆編委會成立大會暨第一次工作會議在北京召開。中國工程院院士、中國航天科技集團有限公司高級技術(shù)顧問、哈爾濱工業(yè)大學教授杜善義，中國科學院院士、中國航天科技集團有限公司研究發(fā)展部部長王巍，中國科學院院士、中國科學院副院長丁赤飚，中國科學院院士、中國航天科工集團公司科技委副主任李陟，以及中國航天科技集團有限公司姜杰院士、祝學軍院士、于登云院士、范瑞祥院士、楊宏院士、李得...

考慮多時間尺度退化信息的可解釋性故障預測方法————作者：范林川;胡友強;張可;劉成瑞;

摘要：在故障監(jiān)測信號中，不同時間尺度的時間序列片段會呈現(xiàn)辨別性退化特征。為了全面捕捉這些差異化的多尺度退化信息，提出了多時間尺度趨勢注意力卷積網(wǎng)絡(luò)故障預測方法。該方法旨在聚焦關(guān)鍵信號，提取表征潛在故障的多尺度信息，實現(xiàn)精確的設(shè)備故障預測。可解釋性分析實驗揭示了該方法在故障預測過程中的部分邏輯過程。該網(wǎng)絡(luò)通過趨勢注意力機制提取信號趨勢信息，以此計算不同信號的注意力權(quán)重；采用多時間尺度卷積核對加權(quán)多元時間序...

空間機械臂關(guān)節(jié)傳動系統(tǒng)溫度與熱變形分析————作者：陳炳瑞;劉懷舉;林勤杰;張秀華;

摘要：齒輪傳動系統(tǒng)是實現(xiàn)航天設(shè)備運動與保證精度的核心機械設(shè)備，其面對的高真空、寬溫域、大扭矩運行環(huán)境使得其溫度特征與熱變形不明，易出現(xiàn)磨損、膠合等失效風險。以某空間機械臂關(guān)節(jié)傳動系統(tǒng)為研究對象，考慮系統(tǒng)各部件生熱與真空輻射散熱等熱邊界條件，建立空間機械臂關(guān)節(jié)傳動系統(tǒng)熱變形數(shù)值仿真模型，計算各零部件的溫度及熱變形量，進而獲得系統(tǒng)的傳動精度。研究結(jié)果表明，不同工況下輸入齒輪始終為傳動系統(tǒng)中溫度最高部件，最高...

面向星地認知通信的頻譜感知：研究進展、挑戰(zhàn)與展望————作者：關(guān)濤;葉淦華;魏鵬;崔璨;陸銳敏;

摘要：以星地認知通信實現(xiàn)星地頻譜認知共享為應用背景，對衛(wèi)星通信頻譜感知技術(shù)的研究現(xiàn)狀、問題、未來發(fā)展進行了詳細闡述與分析。區(qū)別于相關(guān)領(lǐng)域的綜述文章一般以技術(shù)為側(cè)重點劃分類別的思路，首先結(jié)合衛(wèi)星通信系統(tǒng)的具體特點和特殊需求，提出了面向衛(wèi)星通信頻譜感知的二元假設(shè)檢驗模型。然后依據(jù)星地認知通信的不同應用場景分類進行分析，將應用場景劃分為兩大類共包含6個子場景類和一個星間鏈路感知特殊子場景，針對每一子類對應場景...

基于分段路由的低軌星座蟻群優(yōu)化負載均衡路由算法————作者：馬偉;肖嵩;周詮;孫雯青;

摘要：針對低軌星座回傳場景星地饋電鏈路頻繁切換帶來的鏈路擁塞、業(yè)務中斷等問題，提出了一種基于分段路由的蟻群優(yōu)化負載均衡路由算法，算法采用母子星座拓撲快照劃分方法解決星地饋電鏈路帶來的拓撲快照頻繁切換問題。將分段路由技術(shù)與蟻群優(yōu)化相結(jié)合，在實現(xiàn)衛(wèi)星自主路由的同時大幅降低了協(xié)議開銷；在此基礎(chǔ)上設(shè)計了確保業(yè)務連續(xù)性的蟻群優(yōu)化負載均衡路由算法，根據(jù)饋電鏈路切換時間關(guān)系計算最優(yōu)回傳路徑集，臨近子星座拓撲快照切換時...

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