基于FPGA技术的微小卫星总线控制系统设计

传统的星载计算机集成控制技术不能满足微小卫星日益复杂的数据交互要求和通用化、平台化的要求;研究了星上公共总线结构下的微小卫星控制结构,把星上网络划分为信息网和控制网;基于FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片设计了星务计算机节点及其CAN(Control Area Bus)总线接口;应用了SOPC可编程片上系统技术,使得系统的体积功耗更小,提高了系统灵活性和功能集成度;通过微小卫星飞轮执行机构的控制实验,验证了基于总线的微小卫星控制系统的有效性.     

希望一号微小卫星的热仿真分析

微小卫星的热控制和热分析有其自己的特点.为了评估“希望一号”微小卫星的热性能,分析了其功能、构成和热控制措施.针对卫星的高温和低温极端工况,用NEVADA软件建立了卫星在轨状态的几何数学模型,获得了卫星的外热流和内部辐射换热系数;用MSC.SINDA软件建立了该卫星的热数学模型,分别进行了稳态和瞬态温度场的分析计算.计...     

基于MEMS惯性器件的微小卫星导航系统的硬件加速设计

微小卫星的导航控制系统对体积、质量、功耗和成本都有着较高的要求;设计了一个基于微机电系统的惯性测量单元的组合导航控制系统;描述了该导航控制系统的详细片上系统(SOC)设计,提出了利用组件编辑器把系统中微处理器的部分软件任务通过硬件并行处理的方式来加速系统的运算速度;实验表明,导航控制系统的响应频率从24Hz提高到了35Hz,显著提升了系统的实时性能.     

面向微小卫星的星敏感器研究

研制了一款新型面向微小卫星的星敏感器,采用商用器件构成以满足微小卫星对小型化的要求.星敏感器由工业镜头、DSP、低功耗CPLD和灰度型CMOS图像传感器组成.为进一步提高测量精度以满足卫星的需求,针对星敏感器的成像模型进行了分析,并用恒星校准的方式补偿了光学参数;对恒星处理算法进行了分析,在图像处理环节特别地采用了中值滤波技术,解决了孤立脉冲噪声对星点提取的影响.基于地球自转的星座跟踪实验表明,所研制的星敏感器样机欧拉角回归标准差为30″,已可实际应用于微小卫星平台.     

自主运行地面站的微小卫星任务规划方法

提出了一种新的微小卫星系统任务规划方法,解决微小卫星任务遥控时资源受限的问题;通过GQM建模将卫星调度任务进行度量元素量化,量化过程中兼顾公平性和合理性,并以任务完成度和卫星功耗作为目标进行评估;通过1000次卫星过顶仿真,40项建模任务的平均完成度达到0.63,每次过顶卫星功耗方差不超过40,证明新方法较传统方法在平稳功耗条件下任务完成度得到有效提升,具有良好的实用性和指导性,适用于自动任务规划和调度的自主运行地面站系统。     

微小卫星星载处理器CAN接口设计与实现

针对现今两款流行的高性能ARM9芯片没有CAN资源,研制出基于AT91RM9200处理器的CAN接口.本文利用ARM芯片串行同步外设接口(SPI),选择带有标准SPI接口的CAN控制器,设计实现了CAN接口硬件电路,并完成CAN总线报文收发的软件设计与实现,最后在三种波特率下进行了测试,结果表明利用SPI接口扩展的CAN接口功耗低,工作稳定可靠,可满足微小卫星工作需求.     

微小卫星星务计算机任务调度算法

为了在有限的时间内尽可能多地安排具有时间约束的卫星任务,提出一种针对具有独占性、优先级相同的任务的先完成先调度算法EFFFS,对算法性能进行分析,将其与同类算法进行比较,结果表明,该算法具有较小的时间复杂度和较好的调度性能,适用于计算资源受限的环境。     

面向微小卫星的可见光地球敏感器设计

可见光地球敏感器是卫星姿态控制系统中一个重要的姿态测量器件.基于CMOS图像传感器,设计一套面向微小卫星的可见光地球敏感器,设计的该地球敏感器具有结构简单、体积小、重量轻、功耗低的特点.本文从地球敏感器的工作原理出发,提出了整个敏感器的构架,并完成了整套系统的软硬件设计.在图像处理过程中,采用一种新的快速Hough变换,极大提高了姿态测量的速度.测试结果表明该地球敏感器的测量精度约为0.1°,很好满足了微小卫星姿控系统对精度的要求.     

微小卫星集群协同观测构形调整规划

以微小卫星集群实现小行星探测为背景,研究局部信息交互的空间目标观测任务构形调整.针对难以直接求取集群构形调整的全局最优解问题,利用通信协调图,将全局协调决策分解成多个局部求解问题,并引入强化学习机制实现求解.针对集群全局协调决策问题,通过设计基于Max-plus算法的全局协调决策算法来实现全局协作;针对单星局部优化问题,设计基于神经网络的局部Q学习算法来实现单星动作调整规划.仿真结果表明,本文所提的协作规划算法能自主有效地将集群调整至期望构形,实现协同观测任务.     

面向微小卫星的红外静态焦平面地球敏感器设计

红外地球敏感器是卫星姿态控制系统中的一个重要部件,基于光机扫描技术的传统红外地球敏感器存在体积大、功耗高、精度低的缺点,无法满足微小卫星对姿态敏感器的要求.针对以上不足,提出了一种基于红外焦平面成像技术的地球敏感器的实现方法及相应的地面标定测试方法.该设计的地球敏感器具有结构简单、体积小、功耗低的特点.从地球敏感器的工作原理出发,提出了整个敏感器构架,并完成整个系统的软硬件设计.在标定测试方法中建立了敏感器仿真测试模型,并搭建实验测试平台对敏感器其精度进行标定.测试结果表明此地球敏感器具有0.1°的测量精度,能很好地满足微小卫星姿态系统的精度要求.     

机械产品BIT系统的结构设计研究

研究了机械产品BIT结构设计的方法.借鉴电子产品BIT与机械设备状态监测与故障诊断系统结构设计技术,以典型传动系统为对象,在故障分析、模块划分、确定方案的基础上,分别对信息获取、信号处理、诊断决策3方面的结构设计中应考虑的问题和设计内容进行了分析,给出了机械产品BIT系统的一般结构.     

基于TRIZ理论的叶片仿生设计与有限元力学分析

改善风力机叶片气动性能,提高叶片刚度、稳定性,已成为大型风力机叶片设计迫切需要解决的问题。生物体独特的外部形状、功能、结构、材料的完美统一,高超的环境适应能力,也为风力机仿生设计提供了不竭灵感。仿生过程是一个分析综合创新的过程,运用TRIZ产品进化理论对风力机叶片技术所处发展阶段进行研究,有助于更清楚地了解风力机叶片的发展趋势和创新的必要性,使研究工作更具系统性和规律性。应用TRIZ产品进化理论,对风力机叶片技术的相关专利数据进行统计并绘制曲线图,通过与标准曲线的区段比较找出风力机叶片所处的发展阶段和接下来的发展趋势与对策。将鱼鳍作为仿生对象进行建模与力学分析,得到仿生模型的力学指标。     

基于角色建模的从分析到设计的规约结构

针对UML Use Case法在软件模式应用中出现的一些不尽人意的地方,提出在分析阶段即使用软件模式,引入了Role模式,并把它作为从分析阶段至类图设计阶段的中介,并提出了展望。     

基于链式结构的工作流系统设计

文章提出了一种基于链式结构的工作流系统设计方法,同时讨论了系统态和用户态在流程超越问题上的应用,以及相应的流转控制策略。     

基于Netfilter框架的防火墙设计

介绍Netfilter框架原理和iptables工作过程,分析在Netfilter框架下防火墙的设计与实现,以Netfilter为例构建一个简单的数据包过滤防火墙.     

基于模糊理论的机械多目标优化设计

多目标优化设计各分目标间的矛盾性和不可公度性增加了解决问题的难度,常规求解多目标优化设计方法一般只能求出问题的有效解,而得不到设计的最优结果。该文以蜗杆传动多目标优化设计为例,采用改进的遗传算法求得若干有效解后,根据模糊理论中的相似优先比法从中确定出最有效解,即最优解,并可排出它们的优劣顺序。     

基于MVC模式分层结构的网络书城分析与设计

20世纪90年代以来,全球性的电子商务正成为最活跃,最热门的信息交易活动,网上书城系统便是其中一个典型的实际应用。首先,对系统开发所使用的相关技术进行了介绍,如分层架构模式、J2EE中的三层结构、MVC模式的分层结构,同时,分析了客户的业务需求,并分别对系统各个模块的设计、数据库设计、程序结构设计进行了描述。提出了一种基于MVC模式分层结构的设计方法,该方法将显示层、业务层和数据层分离,以实现代码重用和易于修改,提高系统的灵活性、复用性和可维护性,达到提高软件质量的目的。     

基于机械加压方式的便携式脉象采集分析系统的研究

针对目前脉象系统成本高、不便携带、加压模式复杂,且在家庭使用困难等缺点,依据中医脉诊原理,运用现代移动医疗新技术,在智能手机平台,设计基于新型凸轮加压模式的中医腕带脉诊系统,系统采用MINI电机驱动凸轮转动,实现了中医浮、中、沉脉象的自动加压,并通过智能手机进行采集及控制。通过与标准脉象统进行试验对比,两者获取到的脉象特征参数无明显差异,结果表明：系统性能可靠,能准确的获取人体的脉搏信息,并且通过智能手机与服务器的连接,为用户提供精准医疗,适用于个人及家庭健康医疗。     

基于设计结构矩阵的产品设计过程管理

对顺序设计过程中的不完全依赖活动进行重迭设计，对简单的迭代活动进行分解，从而缩短交互和等待时间．对复杂的多次迭代设计进行了探讨，给出了一种基于规模控制的迭代—集成解决方法．在此基础上设计了一个多参数字结构矩阵实现对该过程的优化管理．     

浅析机械产品维修性设计

本文分析了维修性设计的基本流程,用以指导产品的维修性结构设计.并重点研究了维修性设计中关键环节(维修性结构设计和维修性设计特征分析)的基本方法,为维修性设计建立技术基础.