圆柱贮箱液体"平面"晃动波的稳定性研究

应用Floquet-Lyapunov方法研究了作水平横向运动圆柱贮箱中液体"平面"晃动波的稳定性问题.首先利用Narimanov-Moiseev三阶渐近假设关系,推导出描述液体作非线性共振晃动的5维渐近模态系统.根据此模态系统,推导出液体"平面"晃动波的频率响应方程并应用Floquet-Lyapunov方法研究了其稳定性和稳定区间.数值仿真结果表明虽然其频率响应方程与Duffing方程的频率响应方程具有相同的结构,但两者的稳定性范围有明显的不同.此外,当经过某一临界充液比时,液体的"平面"晃动将由"软"弹簧特性转变为"硬"弹簧特性.理论分析结果与实验有很好的吻合.     

X脉冲星矢量多平面观测的姿态测量

目的：本文提出一种基于X射线脉冲星矢量多平面观测的姿态测量方法，方法：脉冲星矢量观测采用若干个具有不同方向的平面组成一个立体结构、并在每个平面上安装脉冲星传感器，通过测量在不同平面内接收的X射线脉冲星光子功率，以及功率的测量值和各平面之间的相对几何关系，可以计算出脉冲星的矢幅值和空间角，结论：实现了X射线脉冲星矢量的测量。目前基于以上方法已经完成仿真实验验证。结论：X脉冲星姿态多平面测量方法能够为今后的航天器应用提供较高的姿态测量精度，有利于今后航天器的发展。     

宽频域的内损耗因子实验辨识方法研究

频带平均内损耗因子是利用统计能量分析预示结构振动响应的重要参数之一。论文基于二维平板结构的动力学响应解析解,研究了内损耗因子的实验辨识方法：功率输入法和脉冲响应衰减法。分别利用两种算法由仿真数据辨识结构宽频域的内损耗因子,并重点分析了频率范围和阻尼大小对算法辨识结果的影响。在此基础上,结合两种算法对新型减振复合板材料进行了悬挂振动实验研究。通过各自实验辨识结果的对比分析,得到了减振复合板材料宽频域的内损耗因子实验值,并提出了其经验估计公式,可以为该材料工程应用提供参考。     

高载荷比卫星的结构轻量化设计方法

为解决高载荷比卫星轻量化设计问题,本文对以蜂窝夹板层结构为主的卫星结构轻量化设计开展研究。对蜂窝夹层结构等效理论进行了修正和灵敏度分析,提取出影响结构板刚度和质量的主要参数;根据工程研制需求对结构参数进行优化分析;基于有限元方法进行了仿真验证。仿真结果表明:利用修正后的蜂窝夹层等效公式,计算刚度结果误差由3%降低至1%,验证了等效理论正确性。经过参数优化后的结构分系统重量减少41.6%,达到了轻量化设计目的。利用该方法设计的"新技术试验E星"已发射入轨,为后续工程实践提供了一定的参考。     

星敏与磁力仪间安装矩阵的一种地面标定方法

为了在地面准确标定卫星地磁测量系统中的磁力仪与星敏感器间的安装矩阵,设计了基于单轴无磁转台的标定系统,该系统由无磁转台、地磁场监测设备等组成.首先分析了系统中的误差源,建立了相应的坐标系进行误差传递,结合磁力仪的误差模型得到磁力仪的输出方程.据此提出了一种利用单轴立式无磁转台标定安装矩阵的方法.该方法采用谐波分析法辨识出磁力仪的输出方程中各误差系数,并得到了初始位置下磁力仪坐标系在地理坐标系下的姿态,通过星敏感器观星确定星敏感器坐标系在惯性空间的姿态,并根据当地经纬度与格林尼治恒星时,得出了初始位置下星敏感器坐标系在地理坐标系的姿态.最后以地理坐标系为桥梁,解算出了磁力仪与星敏感器之间的安装矩阵.结合Monte Carlo方法和不确定度合成公式对该方法进行仿真试验与误差分析,研究结果表明,在磁力仪观测误差为1 nT,星敏感器测量精度为1SymbolrB@下的安装矩阵各个元素不确定度在1.14×10~(-5) rad以内,验证了标定方法的正确性.     

基于SINS/GPS组合导航的新技术研究

随着GPS姿态测量技术的发展，提出将捷联惯导系统和GPS输出的飞行器姿态信息也可以作为组合导航系统的测量值参与滤波算法。以Kalman滤波为基础，将两个导航子系统测得的飞行器位置、速度和姿态信息进行数据融合，估计出组合导航系统的误差状态量，进而修正捷联惯导系统的导航参数。详细推导了这种组合导航方式的测量方程，并将该组合导航技术应用于某飞行器进行仿真。通过对仿真结果的分析证实了该方案的可行性和算法的有效性，具有实际应用价值。     

编队微小卫星变码速率星间通信系统仿真研究

本文以3颗微小卫星在同一个轨道面内编队飞行并对地进行三维立体测绘为背景,根据编队飞行星间链路的特殊要求,推导了低轨道编队卫星星间链路的计算公式;提出了根据星间通信距离改变码速率的通信方案,并对编队飞行卫星变码速率通信系统进行了仿真研究.     

一种具有CAN接口的飞轮模拟器设计

飞轮是一种广泛应用于卫星姿态控制分系统中的高精度执行机构,可实现对卫星姿态的控制和调整.涉及飞轮为某小卫星上搭载的一种具有CAN接口的以数字量输入输出的新体制飞轮.在卫星姿态控制分系统的地面电测试过程中,通常配合使用各部件的电模拟器来完成闭环仿真测试.针对上述需求,设计并开发了一种具有CAN接口的飞轮模拟器,可实现飞轮的技术方案前期论证、电测试、故障模拟和在轨故障地面复现等功能.设计中采用四阶龙格-库塔法实现飞轮模型解算,采用LabWindows/CVI对飞轮模型进行了仿真,采用研制的飞轮模拟器和XilinxML510开发平台对飞轮模型进行了硬件验证.飞轮模拟器已成功应用于某小卫星地面闭环仿真测试中,测试结果稳定、可靠,满足测试要求.     

线性增益调制激光雷达系统参数对测距精度的影响

测距精度是激光雷达系统的重要参数,测距精度影响因素的研究对于提高激光雷达系统性能具有重要价值。增益调制无扫描激光雷达是一种新体制的激光雷达,其测距精度的影响因素不同于传统飞行时间测量的激光雷达系统。从增益调制激光雷达距离表达式出发,推导了增益调制激光雷达各系统参数对于距离精度的影响,综合考虑了ICCD的调制误差、回波强度较低时的光子噪声、探测器噪声、微通道板的增益饱和等因素,给出了测距精度与回波功率的关系曲线。得出增益调制无扫描激光雷达系统存在一个回波强度区间,在该强度区间内,无扫描激光雷达的测距精度是区间外的2倍以上。     

基于改进高斯径向基函数响应面方法的蜂窝板模型修正

用等效板理论计算蜂窝板等效结构参数建立基准有限元模型, 对基准模型中结构参数施加摄动量建立待修正有限元模型。根据均匀设计方法将等效参数分为不同水平的参数组, 分别计算各参数组对应的模态频率响应, 然后建立基于一次式-高斯组合径向基函数(Linear-Gaussian RBF)的响应面模型。引入变异算子的改进粒子群算法修正响应面模型, 将搜索到的参数摄动量(优化解)代入待修正模型, 得到修正后模型。通过比较基准模型与修正前后模型的结构参数和模态频率响应的接近程度, 证实了修正方法的有效性。基于响应面的模型修正避免了迭代中重复调用有限元计算, 可提高分析效率。