卫星可折展空间碎片防护机构动力学分析

针对传统 Whipple 防护结构占用空间大、质量较大、防护覆盖面积小,且充气防护结构重复利用性差、可靠性低等缺陷,设计了一种卫星可折展空间碎片防护机构。根据可折展铰链运动规律,结合 D-H 法对防护机构进行展开运动学分析;在此基础上,借助 Lagrange 动力学方程建立防护机构动力学模型;最后基于 ADAMS 建立仿真模型,将理论模型计算结果与仿真数值对比结合分析,验证了动力学模型的正确性,并对运动规律进行改进,提高了机构运动效率。     

多自由度固面天线反射面展开动力学分析

某大型6自由度固面天线反射面在展开过程中存在自由摆动的问题,为减小主动控制的难度,需合理设计各关节处的动力,即扭簧的扭矩大小。针对该动力学问题,采用Lagrange第2类方程进行动力学模型推导,从1自由度递推至n自由度,利用Matlab对模型进行数值求解,研究6自由度情形下扭簧扭矩与展开过程的关系,并使用Adams进行辅助验证。通过动力学模型的计算,获得了一组合理的扭簧扭矩初值,在没有外力约束下,可以使得各个反射面能以相互协调的速度与规定的趋势进行展开。结果表明,该研究方法可获得特定条件下扭簧扭矩的控制方案,降低天线反射面展开过程中主动控制的难度。     

2219铝合金FSW-VPPA交叉焊缝组织与力学性能

采用搅拌摩擦焊(FSW)和变极性等离子弧焊(VPPA),在2219铝合金6 mm板上沿着相互垂直的方向施焊以形成FSW-VPPA交叉焊缝.对交叉焊缝的组织形貌进行了观察分析,并对交叉焊缝和单一VPPA焊缝的拉伸力学性能及断口形貌进行了对比研究.结果表明,交叉焊缝微观组织呈现不对称、不均匀的特征,其焊缝区组织主要由α-Al基体和(α-Al+CuAl2)共晶组成,熔合区以及近熔合区的热影响区易于出现聚集性气孔;熔合区附近气孔发生率增加导致交叉接头抗拉强度及断后伸长率明显下降.     

重型车线控液压制动系统动力学分析与控制

针对重型车的主动安全性能问题,进行重型车制动过程线控液压制动系统的动态性能研究;分析了重型车线控液压制动系统的原理架构及工作模式,对系统的关键液压部件进行数学建模,在AMESim软件环境中建立了重型车线控液压制动系统的液压模型;设计了蓄能器压力保持控制策略及基于PID算法的轮缸压力跟随控制策略;将控制策略嵌入电子控制单元,研制了HBW试验台架;模拟典型制动工况,进行了重型车轮缸压力动态特性仿真及试验验证.结果表明所建立的液压模型准确,且重型车线控液压制动系统动态响应速度快,控制精度高.     

基于SysML与Simulink的机载传感器建模方法

飞行器管理系统的传感器具有种类繁多、易受环境因素干扰、冗余设计等特点.而以往系统的传感器建模过程中,主要依靠简单的数学公式模拟部件的主要特性,忽略了绝大部分的真实细节,无法高度还原系统特性.基于模型的系统工程(Model Based System Engineering,MBSE)思想,提出一种高度还原飞行器管理系统传感器特性的建模方法,并给出建模步骤.利用系统建模语言(Systems Modeling Language,SysML)的各类图形,对系统传感器的物理特征、不同工作状态以及余度设计等特点建立模型;并基于Simulink建立传感器的连续动态行为模型;最后,通过联合仿真对整体模型进行验证.结果表明,上述方法实现了对系统传感器真实物理特性的全面描述,提高了传感器模型的仿真度.     

Excel与SQLite的数据交换

介绍了嵌入式数据库SQLite的基本特点和与Excel之间进行数据交换的基本解决方案,给出了一个实现示例.     

微小卫星集群在有界空间表面的均匀分布策略

考虑微小卫星集群在轨服务的任务效率及星群在有限空间区域表面均匀分布的任务需求,提出基于改进独占球与势函数相结合的空间集群均匀分布度量模型和构型控制策略,该策略可以有效度量航天器集群空间均匀性、空间覆盖性和空间聚集性指标,并指导航天器集群在有限区域内实现无碰撞自组织的均匀分布构型.仿真分析表明,均匀度模型具有良好的旋转对称性和平移对称性,可以有效指导集群实现均匀分布并具有良好低维投影均匀性.     

机载成像与高功率激光发射共孔径光学系统设计

机载定向能装置具有光学成像与高功率激光发射 的功能。为了保证机载定向能装置有 效工作,要求共孔径光学系统在保证尺寸小型化的同时,能够在大温度范围下高光束质量输 出激光。这对系统光机设计提出了很高的挑战。本文建立了适用于机载球形吊舱的共孔径光 学系统初始结构设计模型以满足小型化成像和高光束质量输出的需求,提出了一种系统优化 设计方法以保障系统在大温度范围有效工作。结合工程实例,完成了1km~10 km范围工作、Φ500 mm包络的系统设计,并采用物理光学分析模块和有限元分析得到 了光机集成计算 分析结果,验证了该系统大温度范围的良好适应性,满足高能激光系统的工程应用需求。     

面向人工重力技术的绳系自旋航天器动力学建模与分析

面向人工重力技术,对哑铃型绳系自旋航天器系统进行了动力学建模、近似解析分析和数值仿真.首先,基于凯恩方法建立了二维平面上系统动力学方程组.然后,适当选取空间和时间标尺,将系统方程去量纲化.引入系绳长度与空间标尺之比作为小参数,利用小参数摄动方法,对无量纲系统方程作了合理简化.基于椭圆积分和椭圆函数理论,对绳系系统自旋周期进行了近似解析估算.给出乘员舱内人工重力和科氏力的计算公式.数值仿真表明,合理选择系绳长度和自旋角速度,可以在乘员舱内产生适合航天员居住的人工重力,其波动幅值甚微,波动频率远离人体敏感频带,且科氏力与人工重力相比其值甚微.