气体置换技术研究进展

在工业生产或科学实验过程中,出于安全因素或是保护产品的目的,需用惰性气体或其他气体对相关管道、容器或密闭空间内的初始气体进行置换。本文介绍了近年来气体置换技术在化工、航天及低温等领域的研究及应用进展情况,重点是在天然气管道投产置换、火箭液氢加注系统加注前置换、LNG低温储罐投用置换、常压热环境试验湿空气置换等领域的研究及应用情况,同时也介绍了在煤矿瓦斯置换、低温液体管路置换等方面的研究及应用情况,提出了气体置换技术在很多应用领域的基础理论研究和计算分析方面还有所缺乏的问题,特别是在由纯净氮气置换湿空气来实现低露点的航天常压热环境试验中,为了掌握气体混合机理及置换效果影响因素等,急需进一步的理论分析和实验验证。     

热负荷对R141b热力学排气系统自增压特性及排气损失的影响

为了研究低温推进剂在轨贮存技术所涉及的基本科学问题,在以R141b为气液相变储存介质的室温温区热力学排气系统（TVS）模拟装置上,进行了“漏热”功率分别为120、160和200 W的储箱压力控制实验研究。获得了TVS作用下的储箱增压特性,3种热负荷下自增压速率分别为6.43、12.92和18.05 kPa·h^-1。将采用TVS方法与定期直接放空法控制储箱压力产生的工质损失进行了对比,以其中热负荷120 W工况为例,采用TVS方法可减少工质损失79.3%。若是处于气液不分离的在轨微重力环境中,以直接放空时气体中夹带40%液体计,采用TVS方法可减少工质损失84.7%,验证了TVS方法在控制储箱压力方面的优越性。     

FY-3卫星微波成像仪延寿技术分析和研究

针对风云三号(FY-3)卫星在轨寿命从3年延长到5年的特点,分析了寿命延长存在的风险,并对微波成像仪可靠性关键项目的扫描驱动系统和接收机系统的可靠度作了预估,同时从设计上采取相应措施,并作了一些提高可靠性的工艺改进。通过具体的分析与产品的改进,能够为微波成像仪在轨正常运行提供稳定有效的保障。最后,为了证明产品延寿技术的可靠性,提出了进行加速寿命试验的设想。     

FEKO在卫星天线集合EMC设计中应用

为了适应大容量和多功能的服务要求,卫星搭载的无线通信设备越来越多,与之配套的天线数量也在增加,而每副天线由于安装平台及其邻近天线的加载效应会引起天线的电性能指标不同程度的变化。因此航天工程中天线集合的电磁兼容问题已成为卫星系统设计的关键问题。利用电磁场分析软件对上述问题进行仿真计算,实现卫星上天线的最优化布局,是一种投入少,时间短而且非常有效的解决途径。FEKO软件采用矩量法,多层快速多极子并且结合PO、UTD等高频近似算法,非常适合求解星载天线这种电大尺寸问题。     

FEKO在卫星天线集合EMC设计中应用

为了适应大容量和多功能的服务要求,卫星搭载的无线通信设备越来越多,与之配套的天线数量也在增加,而每副天线由于安装平台及其邻近天线的加载效应会引起天线的电性能指标不同程度的变化.因此航天工程中天线集合的电磁兼容问题已成为卫星系统设计的关键问题.利用电磁场分析软件对上述问题进行仿真计算,实现卫星上天线的最优化布局,是一种投入少,时间短而且非常有效的解决途径.FEKO软件采用矩量法,多层快速多极子并且结合PO、UTD等高频近似算法,非常适合求解星载天线这种电大尺寸问题.     

DC/DC模块输入端电压反加后的影响分析

在航天等空间产品中使用的分布式供电系统中,总体电路一般只提供27~30 V的直流一次电源,各单机产品大多采用DC/DC模块将该一次电源转换为所需的二次电源,并实现一次地与二次地的隔离。分析了INTERPOINT公司的DC/DC模块的输入端反接后,输入电压对DC/DC模块、电源保护滤波电路及负载的影响,通过仿真与验证试验,得出电源模块输入端反接后单机产品中电源保护电路发生作用,对产品中负载无影响,可以继续使用。电源模块失效分析对航天产品中电源模块中出现类似的故障后的处理提供了参考。     

空间应用的两相混合式步进电动机伺服控制器

针对空间应用指向机构的两相混合式步进电动机,设计了一种基于FPGA数字控制器,采用旋转变压器的增量式位置闭环的方法,以MOSFET专用驱动集成电路构成的H桥驱动电路的控制系统方案。该系统根据合成电流矢量恒幅均匀旋转细分法,采用SPWM技术和位置反馈闭环控制方法,使步进电动机形成均匀的圆形旋转合成磁场,实现细分驱动的功能。实验结果表明该控制器设计方案合理,结构简单、功耗低、动态性能好,较传统的单片H桥驱动芯片,热耗分布均匀,解决了空间散热问题;并通过选用空间抗辐照器件,使之适用于空间指向机构控制。     

永磁同步伺服控制系统死区效应补偿方法

对永磁同步电动机控制系统逆变开关的死区效应进行分析。利用平均电压误差补偿法来补偿死区效应,并针对电流零位钳位现象,对平均误差电压补偿法进行改进,采用交、直轴电压来判断定子电流扇区并选择误差补偿电压分量的方法来补偿死区效应产生的定子电流畸变。     

方形灭菌器自动打磨抛光机器人控制系统设计

为了提高打磨抛光效率与质量,降低环境污染对人体的伤害,研制一套自动打磨抛光机器人集成控制系统。控制系统以PLC作为主控单元,机器人与打磨抛光末端执行器作为执行单元,与主控单元建立Profinet通信,并基于Qt编程环境设计了上位机人机交互界面和数据库。全面介绍了该套控制系统硬件框架、自动加工控制流程、集成控制系统方案、控制系统通信关键技术、上位机人机交互界面设计及数据库管理设计。经实物验证,该套控制系统打磨效率高,性能可靠且人机友好操作简单。     

空间十二重四面体翻滚机器人运动学位置分析

介绍了空间多面体翻滚机器人的结构,由8个外部节点和1个中心节点通过26根伸缩连杆连接组成,通过各连杆协调伸长和收缩,改变机器人的构型,使机器人的重心发生变化,通过翻滚实现机器人向目标方向移动。对空间多面体机器人的研究现状进行了简要分析。提出一种几何方法对机器人进行位置分析,给出了十二重四面体机器人的空间位置正解和反解的计算过程。首先考虑一个四面体,已知3个节点在基坐标系中的位置求解出另一个节点的位置,依次选择新的四面体,最终求出十二重四面体机器人的位置正解。通过两个实例计算分析验证了该方法的有效性。