FAST 馈源舱星型框架的结构设计与力学分析

星型框架作为馈源舱的主体支撑装置,是整个馈源舱的基础。文中从FAST 馈源舱的设计需求出发,结合星型框架在馈源舱中主要作用,提出了星型框架的详细结构设计。在结构设计的基础上,基于APDL 语言实现了星型框架有限元模型的参数化建模,并针对其在全工作空间内的不同姿态采用有限元软件Ansys Workbench 进行了有限元分析,得到了星型框架在不同姿态下的刚度变形和应力结果,结果表明:星型框架的结构设计满足性能要求和安全性要求,为馈源舱项目的实施奠定了基础。     

齿侧间隙对星型齿轮传动扭振特性的影响研究

建立了受传递误差和时变啮合刚度激励的星型齿轮传动的间隙型多自由度非线性扭转振动模型,并用自适应变步长Gill数值积分方法进行了求解。结合Poincar啨映射和相平面研究了在不同齿侧间隙下系统出现的简谐、非谐单周期、次谐、拟周期以及混沌响应,并得到了改变间隙时系统的动力学分岔特性。通过分析各齿轮副的动载荷系数变化规律,讨论了各齿轮副啮合状态在非冲击、单边冲击以及双边冲击状态之间的转化过程和齿侧间隙的关系。从理论上分析了齿侧间隙对系统的稳态响应、动载荷等动态特性的影响。     

星敏感器星图的高精度星点提取方法

星敏感器硬件电路产生的噪声以及在航天器上应用所面临的复杂恶劣的工作环境,都对星图质量造成严重影响,进而降低星点提取精度.针对上述问题,提出了一种精度高且抗干扰性能好的星点提取方法.首先,采用多窗口抽样自适应阈值分割方法对星图去噪,为后续的星点提取奠定基础;然后,基于改进的灰度交叉投影法进行星点粗提取;最后,利用局部区域生长+高斯曲面拟合法进行星点精提取.改进的灰度交叉投影法能够克服星点范围重叠带来的问题,从而快速准确找到星点的粗略区域,而且可以为局部区域生长提供可靠的"种子"点;局部区域生长法可以保证星点区域的边缘细节能够得到充分保留,这对提高星提取的精度大有益处.仿真实验表明,在噪声标准差为2的仿真条件下,该方法的星点提取精度达到了0.075 5 pixel,相比于扫描法等传统方法,该方法的星点提取精度有大幅提高,而且还具有良好的抗干扰性能,因而对于在强噪声干扰条件下提高星敏感器测量精度具有重要参考价值.     

应用非线性优化算法自主标定星敏感器

考虑传统的星敏感器标定方法忽略了星敏感器的畸变与光学参数之间的相互作用而引入的额外误差,提出了一种基于非线性优化的星敏感器自主标定算法。该算法首先忽略星敏感器畸变的影响,构建目标函数,利用LevenbergMarquardt非线性优化算法优化星敏感器的光学参数;然后,将得到的光学参数估计值作为理想值,通过线性最小二乘法估计相机的镜头畸变系数;最后,将前两个步骤获得的参数作为初始值,构建目标函数,利用Levenberg-Marquardt算法同时优化光学参数和畸变系数。开展了仿真实验研究,并与最小二乘法和Samman法的标定结果做了对比,结果表明:提出的方法能够很好地实现星敏感器的自主标定。在同等测试条件下,文中算法获得的最大残差为0.015pixels,精度高于其它两种标定方法两个数量级。星敏感器外场实验还表明,提出的优化方法有效提升了星敏感器的性能。     

Large‐Scale Nano Piezo Force Position Arrays as Ultrahigh‐Resolution Micro‐ and Nanoparticle Tracker

Defining the position of an object on a planar substrate by force sensors is a common technology nowadays. Many products are commercialized worldwide, which make use of force sensors, especially, for instance, touchpads. Here advanced lithography processes together with piezoelectric materials are demonstrated to fabricate an extremely high resolution force sensor. The approach combines a large array of nanoscale piezoelectric lines fabricated on Si wafer by phase‐shift lithography and atomic‐layer‐deposition‐based spacer lithography techniques. These key lithography methods are utilized to fabricate ultralong (cm range) nanolines on the wafer scale. ZnO and P(VDF‐TrFE) are selected here as materials for piezoelectric signal generators. The detection mechanisms are explained and simulations combined with experimental data are demonstrated to prove the concept. The signal generated when an object approaches one single line is in the nanoampere range. The result enables a new and simple path for a device fabrication, which defines the position with micro‐ and nanometer resolution and can be used, for example, as micro‐ and nanoparticle trackers.     

Location,Location, Location ‐ Strategic Positioning of 2,1,3‐Benzothiadiazole Units within Trigonal Quaterfluorene‐Truxene Star‐Shaped Structures

The fused, bicyclic molecule, 2,1,3‐Benzothiadiazole (BT), has become a key ingredient in the design of new organic semiconductors for light emission and energy harvesting applications. Here, the synthesis is reported of a series of trigonal, star‐shaped compounds comprising a truxene core and three quater‐dialkylfluorene arms into each of which a BT unit is inserted sequentially at each possible position (T4BT‐A to T4BT‐E). Analysis of the resulting electronic properties shows that as a consequence of conjugative coupling to the core and the resulting symmetry there are three distinct locations for the BT unit and the influence that these locations have on light emission and other spectroscopic characteristics is discussed. The systematic variation in photophysical properties for the different structural isomers helps to clarify the influence of BT unit addition to 9,9‐dialkylfluorene chains. It also helps to establish a design template for the construction of donor‐acceptor conjugated materials with targeted properties. For T4BT‐E with a BT unit at the terminal position of each arm, the photoluminescence quantum efficiency is significantly reduced and no amplified spontaneous emission is observed under typical pumping conditions. Theoretical calculations assist in understanding the variation in behaviors among the T4BT‐X family of compounds, especially in relation to their photoluminescence decay times and the Raman scattering intensities of their dominant BT‐unit‐centred molecular vibrations.     

半连续RAFT反相乳液共聚合制备星型阳离子聚丙烯酰胺

首次提出采用"臂先"方法的丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)及N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BisAM)的半连续RAFT反相乳液共聚合方法制备星型阳离子聚丙烯酰胺(sCPAM),该聚合物具有阳离子链段集中在含超支化聚丙烯酰胺(PAM)核的臂末端的结构。通过控制AM和BisAM的加料以及AM与RAFT链转移剂的比例,合成了不同臂长、超支化PAM核及臂末端阳离子组成的sCPAM。研究表明在使用BisAM与AM和DMC摩尔比为2～5:1600的低二烯类单体用量条件下,高效制备了臂数为2.5～6.9、星型聚合物含量高达92.9%的sCPAM。TiO2浊液絮凝研究表明提高星型结构含量以及臂末端阳离子密度的sCPAM具有更好的絮凝效果,絮凝性能优于具有更高阳离子度与分子量的线性无规阳离子聚丙烯酰胺工业絮凝剂C535M。     

星敏感器姿态计算精度的仿真

星敏感器姿态测量精度是评价星敏感器性能的最重要的指标之一.文中分析了影响星敏感器姿态计算精度的各种因素,给出了对星敏感器姿态计算精度进行仿真的方法,并对各种因素的影响规律做了细致的仿真.仿真结果表明多参考矢量定姿算法带来的误差可以忽略不计;对于16°×16°视场的星敏感器,选取在视场内分布均匀的9颗星参与姿态计算,是较好的选择;在保持像素分辨率不变的条件下,增大视场可以提高滚动角的精度,但CCD像素数目却增大了.因此,选取视场内均匀分布的较多恒星参与姿态计算、提高星点位置精度都可以提高姿态计算精度.     

一种基于数据挖掘的城市生态系统评估模型

利用数据仓库和数据挖掘技术,针对城市生态系统,设计评估指标体系,构建指标数据采集的网络系统,设计数据仓库的体系结构,包括数据雏表和事实表,在此基础上建立数据仓库的星形模型,搭建评估平台,并进行模拟应用,结果令人满意.     

钻掘工程国内外发展水平与差距及建议（上）

简介钻掘工程领域国内外发展水平。重点概述在固体矿产岩心钻探、水井钻探、石油天然气钻探、大陆科学钻探、大洋钻探、极地钻探和外星钻探及掘进工程等方面的国内外发展状况与差距,并提出重点研究开发和引进建议。