基于锂电池SOC的运载火箭供电能源冗余管理研究

目前，在运载火箭领域，给箭上控制系统、测量系统和电磁阀火工品负载各提供一块电池供电，电池故障会导致箭上电气系统工作异常，严重时甚至导致任务失败等灾难性后果； 锂电池具有高能储存密度、使用寿命长等优点，正在取代传统锌银电池应用于运载领域；针对运载火箭领域电池电源无冗余的问题，对锂电池故障诊断进行研究；根据锂离子单体电池SOC估算结果作为电池故障诊断的依据；采用EKF算法提高锂离子单体电池SOC估算的精度；根据故障诊断结果通过电池组拓扑重构完成故障单体电池智能切换，建立了运载火箭供电能源冗余管理系统；经仿真测试满足工程应用要求，提高了运载火箭领域电池的可靠性、安全性与容错能力，对提高运载火箭可靠性安全性有重大意义。     

基于蒙特卡洛法的卫星分离姿态计算方法

为了计算以弹簧作为分离动力源的卫星在星箭分离时刻的分离姿态,建立了六自由度动力学方程,并采用龙格库塔法求解了该方程,算例结果表明:通过该方法计算得到的分离角速度与ADAMS仿真计算结果相比,最大偏差小于0.77%。基于以上研究,针对卫星、弹簧装置多个设计偏差对卫星分离姿态的影响,提出基于蒙特卡洛法的卫星分离姿态分析方法。飞行试验结果表明,由该方法得到的分离角速度与常规保守算法相比,计算精度提高35%左右,解决了工程中由于采用将各个偏差取最大值进行保守计算而导致计算结果偏差较大的问题,可为卫星设计、弹簧装置设计提供参考。     

运载火箭的性能优化研究

本文研究了运载火箭的性能优化问题，旨在提高火箭的运载能力和效率。通过对火箭的设计、参数调整和系统改进等方面的研究，本文提出了一系列有效的优化策略，为未来的火箭设计和研发提供了有价值的参考。     

空间目标在轨红外成像仿真

为了使空间目标红外成像仿真尽量反应实际在轨工作状态,文中综合考虑目标自发辐射、太阳光辐射、地球辐射和地球反照的影响,结合空间目标在轨单点经纬度姿态数据、材料数据、探测器数据等先验信息,提出了一种空间目标在轨红外成像仿真技术。首先,阐述了空间目标红外成像仿真的理论模型。然后,以某简单立方体卫星为例,进行了在轨红外成像建模与仿真。所提出的空间目标红外成像仿真方法对空间目标探测、识别与跟踪算法的研究具有重要意义。     

太阳帆板驱动控制器的力学仿真与试验

针对基于国产器件研制的空间太阳帆板驱动控制器,建立其三维模型和有限元模型,在ANSYS软件中进行空间环境条件下的模态分析、简谐振动和随机振动响应仿真,进行结构优化设计,开展相应的试验验证.仿真和试验结果表明,该帆板驱动控制器满足空间环境的力学可靠性要求.     

索段精密测控与自动连接技术研究

因索网结构中各索段的连接是采用人工连接的方法,不仅工作量巨大、效率低下,而且绳索的力学性能复杂,无法满足网面的高精度要求.研制了一套索段精密测控与自动连接设备,对节点零件安装精度、结构件变形、设备测量精度等因素进行分析和控制,并通过高精度张力电机进行张力加载,实现了索网中各索段长度与张力的高精度控制.实测结果:索段长度最大偏差为0.06 mm,索段张力最大偏差为0.18 N.     

基于国产FPGA的天线指向机构伺服控制器的设计

以天线指向机构为研究对象,采用两相混合式步进电机作为其驱动机构,设计基于国产FPGA的伺服控制器.以细分SPWM技术为基础,设计基于插值的PID控制算法进行位置闭环控制来提高步进电机的指向精度和保证步进电机的平滑指向,在Simulink中对此算法进行仿真分析.进行热循环试验和EMC试验来验证国产FPGA在空间环境中的可靠性.试验表明,该伺服控制器的指向精度达到0.1°,满足空间环境可靠性的要求.     

悬吊式模态试验系统基频测试误差分析

针对悬吊式超低频模态试验系统,分别建立垂直和水平方向等效理论计算模型,采用瑞利法求解垂直和水平两个方向的系统基频,建立基频测试值和真实值的等量关系式;分析了两个方向基频测试误差产生机理、影响因素和变化趋势,结果表明悬吊式超低频模态试验系统垂直方向基频测试值偏低,水平方向基频测试值偏高,并提出通过基频测试值,计算产品真实基频的方法和步骤;最后,通过开展标准杆基频试验以及有限元仿真分析,验证了垂直和水平两个方向等效理论计算模型正确有效。     

铰链副对展开太阳电池翼结构特性的影响分析

对太阳能电池翼结构的铰链副及其对整个电池翼结构特性的影响进行了对比分析,同时给出了几种新设计的铰链副形式。该分析也为同类铰链副结构的设计提供了参考。     

平行多连杆样品抓取机构的动力学仿真研究

样品抓取与转移过程是深空探测的关键环节及必须的技术手段.本文研究了平行多连杆样品抓取机构捕获样品采集器并将其转移到指定位置的动力学过程,建立了动力学方程,并通过adams软件建立了计算模型,对整个动力学过程进行了详细的分析,对后续工作的研究和设计提供了支撑.