面向多任务的可重构星载计算机设计

在小卫星技术发展下,其卫星种类与功能不断增多,这对星载计算机相关性能提出较高要求,传统计算机技术已难以适应现代卫星的多进程与多任务需要了,加强传统计算机结构体系的设计改进,设计出更为完善与适合现代小卫星工作的计算机系统,可有效提高小卫星工作效率,本文对可重构自在的计算机多任务环境问题进行了分析,并讨论了面向多任务对可重构星载计算机的设计内容。     

小卫星立体成像姿态控制半物理仿真

随着小卫星功能需求不断提升,小卫星同轨立体成像技术成为学者研究的焦点.针对某小卫星单线阵 CCD相机同轨立体成像期间的姿态控制半物理仿真展开研究.分析得出小卫星同轨立体成像过程中的姿态运行规律,对同轨立体成像的姿态控制算法进行设计,利用相似原理和姿态运行规律设计半物理仿真环境.基于高精度单轴气浮转台和星上部件建立小卫星立体成像姿态控制半物理仿真平台.利用该平台进行了同轨立体成像相关的姿态控制半物理实验.实验结果表明该小卫星立体成像过程中俯仰轴机动52°,用时67 s 完成,且达到三轴稳定状态.姿态控制指向精度优于0.05°,稳定度优于0.005°/s.表明设计的小卫星姿控方案可以完成单线阵 CCD 的同轨立体成像.     

研制低成本纳米卫星

AeroAstro公司与NASA签约,为NASA研制低成本的小卫星制造方法。该公司在项目的第一阶段,将就用于大规模生产微卫星和纳米卫星的制造技术进行分析,大约需要6个月,然后在第二阶段开始制造硬件。他们试图设计一种能同时生产出多个卫星但成本却很低的制造方法。     

MEMS变发射率真空热控器件研究进展

变发射率热控技术是空间环境下的重要热控手段.微小卫星质量轻,尺寸小,功耗低及其真空环境工作等特点对热控系统提出了新的要求,相应热控器件应具有小质量、大发射率调节比、关闭状态漏热小、响应快等特点.MEMS技术由于其设计灵活性高、功耗低及器件体积、重量方面的优势,可很好地满足这类器件的要求.本文重点对基于MEMS技术的微百页窗,微热开关,微静电换热器等技术的研究进展、关键技术与适用范围进行了归纳总结,将基于MEMS技术的变发射率器件和基于材料研究的电致变色和热致变色这两种技术进行了对比分析,指出了MEMS技术在微小卫星变发射率热制器件中的发展趋势和潜力.     

小卫星领域应用电推进技术的评述

小功率电推进已成为最有技术竞争力的小卫星应用的推进系统选择。在总结美国、俄罗斯、欧洲、日本等国家离子、霍尔、电热、PPT、FEEP等小功率电推进技术发展和小卫星应用情况的基础上,从轨道转移、大气阻尼补偿、位置保持、姿态控制、编队飞行等任务方面分析了小卫星对电推进系统的需求和应用电推进的必要性及可行性,针对小卫星主要任务需求分别提出了10 W、100 W和500 W级小功率电推进技术发展和应用方面的具体建议。     

卫星光通信中正弦振动对误码率影响研究

首先从理论上分析了正弦振动对卫星光通信中接收误码率的影响。在此基础上,提出并采用了“用计算机控制驱动压电晶体模拟星上振动”,设计模拟实验对理论分析结果进行了验证。最后,对实验中出现的问题给出了解释,并对今后卫星光通信系统的设计提出了建议。     

分布式小卫星SAR测速解模糊分析

分布式小卫星SAR由于其基线长达数百米以上,采用沿航迹干涉测速时,速度模糊非常严重.本文分析了沿直线排列的小卫星编队利用多基线和多工作频率来消除测速模糊的方法;讨论了速度方向模糊问题;简要地分析了空间立体编队的分布式小卫星SAR消除速度模糊的方法.     

微阴极电弧推力器放电特性研究北大核心CSCD

相对于大型卫星,微纳卫星具有模块化、发射灵活、可编队飞行等特点。微阴极电弧推力器(μ-CAT)是一种适用于微纳卫星的推进装置,具有体积小、质量轻、功耗小等特点。本文分析了μ-CAT的工作原理,对推力器结构进行了设计,并利用高真空电推进实验平台,完成了对推力器放电特性实验装置的搭建。在高真空条件下对μ-CAT进行了点火试验,测试了推力器放电时的伏安特性曲线,分析了单脉冲周期的电压电流变化规律。随后分别在有无外加磁场的条件下,采用法拉第探针测量了μ-CAT等离子体离子电流空间分布情况,实验结果表明磁场具有减小等离子体羽流发散角的作用。研究工作可为后续推力器放电参数优化设计和羽流测量工作提供理论指导。     

卫星精确定向的模型参考鲁棒控制器设计

本文建立了圆轨道卫星的姿态动力学模型,并进行了线性化,分析了传感器噪声对卫星姿态角和姿态角速度的影响,采用加权函数法设计了模型参考鲁棒H-inf控制器,并通过DK迭代求解,仿真证明当存在传感器测量误差和模型不确定时,卫星能够跟踪参考模型,鲁棒H-inf 控制系统具有良好的性能。     

微阴极电弧推力器放电特性研究

相对于大型卫星,微纳卫星具有模块化、发射灵活、可编队飞行等特点。微阴极电弧推力器(μ-CAT)是一种适用于微纳卫星的推进装置,具有体积小、质量轻、功耗小等特点。本文分析了μ-CAT的工作原理,对推力器结构进行了设计,并利用高真空电推进实验平台,完成了对推力器放电特性实验装置的搭建。在高真空条件下对μ-CAT进行了点火试验,测试了推力器放电时的伏安特性曲线,分析了单脉冲周期的电压电流变化规律。随后分别在有无外加磁场的条件下,采用法拉第探针测量了μ-CAT等离子体离子电流空间分布情况,实验结果表明磁场具有减小等离子体羽流发散角的作用。研究工作可为后续推力器放电参数优化设计和羽流测量工作提供理论指导。     

吸振夹层壁板颤振抑制的吸振器频率设计

摘 要：为了完善在夹层壁板的芯层安装微型动力吸振器来抑制壁板颤振这一新方案,研究了吸振夹层壁板中悬臂梁式动力吸振器的频率设计方法。基于壁板颤振的模态耦合机理,分别以单频率设计和双频率设计原则来确定吸振夹层壁板的吸振器频率。结果表明,所有微型吸振器按单频率设计时,存在一个不等于原夹层壁板颤振耦合模态频率和颤振频率的吸振器最佳设计频率,使得吸振夹层壁板的颤振速度最大;微型吸振器按双频率设计时,吸振夹层壁板的最大颤振速度远大于按单频率设计的最大颤振速度。     

基于形状文法的威县土布纹样再生设计应用研究

目的 为了威县土布文化传承与发展,提升威县土布文化产业的经济和社会价值,提出基于形状文法的威县土布纹样创新方案。方法 首先对采集到的威县土布纹样数据进行了提取、筛选和合并;其次抽取核心纹样,利用形状文法进行基本图形元素的设计;最后通过形状文法演化基本图形元素并进行新的纹样方案设计。结论 这一方案设计不仅保留了威县土布的传统民间文化特征;同时紧跟时代的步伐,与当代审美相契合。将创新纹样和设计产品进行有机结合,形成威县土布特色文创产品,宣传威县土布,树立民族自信。     

面向低碳制造的冰箱CMF设计碳足迹核算研究

目的 构建冰箱CMF低碳设计碳足迹核算系统,为企业实现冰箱CMF设计低碳制造和节能减排提供工具支持。方法 以产品碳足迹核算流程为依据,确定家用冰箱CMF设计过程中的碳排放源,综合考虑冰箱面板加工过程中的碳排放影响因素,建立碳足迹核算模型,并基于计算和数据管理两个维度,构建冰箱CMF低碳设计碳足迹核算系统。结果 成功构建了冰箱CMF低碳设计碳足迹核算系统。结论 通过对冰箱CMF设计方案进行碳排定量分析,按照碳评价结果,对冰箱CMF设计方案进行优选,并对生产工艺过程进行绿色低碳优化,从而对冰箱的低碳设计决策产生前瞻性的指导意义。     

三维测量试验样机结构虚拟设计

 根据三维测量系统要求设计了中刀结构和轴承结构方案,为便于通过试验手段比较这2种方案的性能优劣,对试验样机提出了各种设计要求。制订了具体的虚拟设计流程,基于Pro/E软件建立了参数化实体模型,循环进行了有限元静力学分析和重心坐标计算等。设计了试验样机的具体结构,分析表明设计结果符合试验样机的各种要求。虚拟设计技术的应用显著提高了设计质量和效率,简化了分析计算过程。该设计流程为其他试验样机的设计提供了参考。     

基于数据仓库的产品包装设计方案

分析了产品包装设计方案的复杂性以及市场需求的即时性和灵活性,设计了一个产品包装设计方案仓库的基本框架,并指出了该框架的应用方向.     

太阳能组件的整体包装设计

目的对太阳能组件多片集装进行运输包装设计,为小型机电产品的整体包装设计提供一种方法。方法了解太阳能组件的产品属性、流通过程和环境条件,从产品的防护、装卸搬运、堆码、防潮、防静电等方面考虑,对托盘、内部缓冲装置、外包装箱等方面进行整体包装设计。结果内缓冲包装结构采用胶合板材质的木支架和木质固定块对组件进行支撑和固定,BC楞结合的五层瓦楞纸板做上下垫板,灰底白卡纸板作为纸护角对组件进行分割保护,利用PET打包带对组件和底部的瓦楞纸板垫板进行纵向2道捆扎,并对托盘的结构形式、材质、堆码、防护固定方式等进行设计,完成太阳能组件的整体包装过程。结论该整体设计方案能够完全满足太阳能组件的运输包装需求,在节省材料、降低成本的同时,提高了安全防护性,为小型机电产品的整体包装设计提供了思路。     

小型文创家电产品的数字化参互式设计方法研究

目的 针对小型家电产品的硬件设计,在数字技术和文化融合的背景下,梳理设计流程与方法,提升小型家电在文化符号表现层次上的设计效率和品质。方法 对现有的家电产品硬件设计方法展开对比分析,提出和解读数字化参互式的创新设计方法;以智能文创空调扇为例,对创新方法进行应用和优化,从对象符号准备、数字符号建模、数字模型产出等环节中,得到符号推演和数字模型双路径相互验证下的创新设计流程。结论 数字化参互式设计法在对象目标精确度、多元方案发散性、功能落地验证度、设计产出差异性方面,与传统家电设计方法相比具有效率优势,优化了小型家电产品设计在文化内涵表现上的兼容性,为突显文化附加值的小型文创家电产品设计提供了新思路。     

基于可供性的产品造型设计及评价研究

目的 通过将可供性引入并辅助产品造型设计,减小产品属性的信息传达与用户理解之间的偏差,优化产品造型.方法 将可供性的4种分类,即功能可供性、认知可供性、行为可供性、感官可供性,与整体特征、功能引导等7种产品造型要素对应结合,建立可供性对产品造型设计的指导方法.以小型工具曲线锯设计为例,基于此方法完成造型设计方案;运用熵处理法与李克特量表评价法,将基于可供性的产品造型要素作为评价指标,对新的曲线锯造型设计方案与现有造型进行评价,分析评价结果.结论 构建了一种基于可供性的产品造型设计方法,完成了曲线锯的造型设计方案,依据基于可供性的产品造型要素评价指标完成评价,验证了方法的可行性与有效性,为产品造型设计提供了思路参考和理论依据.     

Using an evolutionary algorithm for catalog design

This paper describes an evolutionary algorithm that was developed for catalog design. This algorithm is based on genetic algorithms, but uses an object-oriented coding scheme to represent a design, and introduces unique crossover and mutation operators. To account for the dependence of system performance on both system configuration and component selection, the evolutionary algorithm allows for simultaneous alterations of configurations and components. This new approach allows the consideration of alternate configurations and allows the configurations to evolve to make the best use of the available components. Using this evolutionary algorithm, a piping system was designed in which cooling fluid was delivered to three machines on a manufacturing floor at specified pressures and flow rates. The algorithm was able to find good designs that satisfied the given design specifications.     

A computational approach for the optimal conceptual design synthesis based on the distributed resource environment

Optimal conceptual design synthesis is the very starting and key phase in the product design. Its result is the optimal alternative in the solution space, and will be further completed and improved into the final product design scheme in the next detailed design works. With the progress of the Internet technology, a large number of design resources actually construct an increasingly growing distributed resource environment. If these rich resources can be fully introduced into the optimal conceptual design synthesis, the design efficiency and product innovation will be promoted largely. Therefore, a computational approach was proposed for the optimal conceptual design synthesis based on the distributed resource environment. In this approach, the distributed resource environment is modelled as a set of numerous functional units (FUs), and the optimal conceptual design synthesis is concluded into a process of generating the optimal objective FU chain. Here, the main workload is completed by a proposed computer algorithm. To prove the feasibility of this approach, a computer programme called Optimal Conceptual Design Synthesis System (OCDSS) was established. A garbage-powered lighting system was designed with OCDSS as an illustration.