微纳卫星的微尺度传热问题及其解决方法

对微纳卫星中存在的微尺度传热问题及微尺度传热的研究现状进行了论述和分析.介绍了可以解决微尺度传热问题的几种微器件及其工作原理,提出可以应用于微纳卫星热控设计中的新材料和冷却办法.     

磁铰链约束下的微纳聚合体卫星柔顺变构控制

为使磁铰链约束下的微纳聚合体卫星克服磁铰链阻力矩的阻碍作用成功实现变构,并防止变构过程中磁铰链的脱附,减小模块再拼接时的碰撞冲击,设计了一种用于微纳聚合体卫星的柔顺变构控制方法.首先利用第2类拉格朗日方程建立了磁铰链约束下的多刚体系统的动力学模型,设计了微纳聚合体卫星变构的模糊控制律;然后根据柔顺控制的要求设计了一种量化因子K_e与K_c的模糊调节器,引入到原模糊控制器中以改进控制方法.此控制方法具有不依赖系统动力学模型、仅需对参与变构的模块施加控制的优点.为量化评估变构过程的柔顺程度,设计了两个柔顺程度评估参数;最后通过仿真与气浮台物理试验对控制方法进行了验证,对比了固定量化因子与量化因子在线调节两种控制方法下变构过程的柔顺程度.数学仿真与气浮台的物理试验结果表明,改进后的模糊控制相比于固定量化因子的模糊控制,可使变构过程中模块相对运动角速度变化更加平缓,模块再拼接时相对角速度更小,达到了柔顺变构的目标.     

基于遥测数据的定点自旋卫星姿态选优方法

自旋姿态确定和控制都是由地面完成,由于几何观测条件限制、测量误差和计算方法不同,姿态确定结果往往不一致,进而影响到姿态应用和控制精度.充分利用卫星定点后,星上红外地球敏感器对地观测弦宽变化规律,确定了自旋轴与轨道法向夹角与地球测量弦宽关系,推导了由卫星下传遥测数据差分值计算自旋轴与轨道法向夹角的计算公式,由于消除了测量数据系统差,精度得到了很大提高,在此基础上提出的姿态选优算法可以从不同定姿结果中选出最接近卫星真实情况的姿态.该方法已经在我国在轨自旋卫星日常测控中得到应用.     

基于抗差自适应估计的微纳卫星相对定位算法

为了解决微纳卫星编队执行姿态机动任务时,差分定位性能降低甚至不能定位的问题,提出基于全视角天线组件的GPS接收和差分定位系统方案.针对星载高动态环境,改进基于几何无关(GF)差分组合和衰减窗口的伪距粗差探测方法.采用抗差自适应扩展卡尔曼滤波算法,将基于新息向量的观测噪声协方差矩阵开窗估计法应用于实时差分定位.建立半物理仿真平台,开展不同场景下的差分定位性能对比验证.结果表明,在全弧段侧摆与区间“侧摆-回正”机动条件下,所提出的基于全视角方案的滤波和估计算法相比于常规方案的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法在定位星数、定位精度上均有大幅提升,在短、长基线情况下分别可以达到厘米、分米级的相对定位精度.     

用于微小卫星姿轨控的激光烧蚀微推力器

随着微小卫星技术的不断发展,微推进系统对于微推力器的需求越来越高。激光烧蚀微推力器技术作为一种新型的电推进微推力器技术,在推进性能和系统集成方面具有鲜明的特色。以微小卫星的发展所带来的微推进系统的需求为应用背景,对比分析各种适合微小卫星需求的微推力器特点,跟踪激光烧蚀微推力器的最新研究进展,对2种典型微推力器性能进行了对比、分析和评估,最后给出了进一步研究的建议。     

纳微茉莉香精在纺织品上的应用研究

研究了纳微茉莉香精在纺织品上的加香整理工艺,并对加香后的纺织品进行了性能测定和表征。结果表明,较优的负压加香条件为：真空度为一0．075MPa,加香时间为1．5h。经负压加香整理后的纺织品通过扫描电镜和红外光谱观测,织物表面存在一定数量的纳微茉莉香精;放置10d后,经气味指纹分析检测,芳香纺织品的香气没有明显变化,且具有一定的耐洗涤性。     

链刚性对高分子溶液在微纳通道内流动的影响

采用蠕虫状链(worm-like chain)模型表示高分子链,用耗散粒子动力学(DPD)方法模拟微纳通道内高分子溶液的压力流,研究链刚性对高分子链迁移以及通道内速度场的影响.研究结果表明,链刚性越强,高分子链受到的阻力越大,降低高分子链周围流体的速度,使高分子溶液整体流速减小.模拟结果还显示,当链刚度较小时,高分子链在微通道压力流中会向通道中心方向迁移,并随着流场增强迁移越明显,但随着链刚性增强,壁面附近的高分子链排空层厚度减小,通道中心处的高分子链浓度也减小,高分子链质心分布呈明显的双峰状,与实验结果吻合.模拟结果对相关微纳流控机械的设计和优化具有指导意义.     

铝合金表面微纳结构的制备及性能研究

通过线切割在铝合金基体表面构筑出方柱形微纳结构,研究了该微纳结构经氟硅烷低表面能处理后的润湿及抗海水腐蚀特性。结果表明,制备表面获得了优异的超疏水特性,其水滴接触角为163.5°,滚动角2.7°。通过电化学测试进一步表明用线切割在铝合金表面构筑的微纳结构及超疏水膜层结构有效抑制了基体电化学腐蚀所必需的阴极和阳极反应,同时阻断了腐蚀介质与基体的接触,最终达到铝合金板表面腐蚀防护的目的,对拓宽铝合金材料的工程应用具有深远的意义。     

基于相对轨道要素的卫星编队构型重构制导算法

针对卫星编队飞行过程中由于任务的改变或成员的进出导致编队构型重构的问题,推导和定义了描述卫星编队的相对轨道要素;提出了基于相对轨道要素的卫星编队构型重构制导算法;使用该算法对近地圆轨道上的卫星编队重构过程中各控制因素与速度增量的关系进行了分析。结果表明,该算法能够综合考虑构型重构时运行状态、约束条件、调整策略、能量消耗等因素,便于实现编队重构的整体优化。     

基于信息后处理的OAM态成分检测方法及应用

为了有效提升轨道角动量（OAM）态的检测效率,提出一种基于快速傅里叶变换（FFT）的OAM态成分检测方法.在马赫曾德尔干涉仪2臂上加入道威棱镜,其中一个道威棱镜设置为0,另一个道威棱镜设置为0~180°旋转,以接收干涉总光强,并对总光强进行FFT,从而在FFT域中提取OAM态的成分信息.数值仿真结果表明,该方法可有效地实施单个OAM态和复用OAM态的成分检测.不同于传统OAM态的检测方法,本方法可同时获取对FFT域设定子区间内总能量的判决.当该方法被应用于OAM通信系统时,能直接判决各OAM态信息,显著减小系统噪声对OAM复用通信性能的影响.     

行星自旋角动量和背景角动量之间的相关性

本文通过引进背景角动量LB,并且根据太阳系中九大行星的自旋角动量LS和相对应背景角动量LB数值的分布特点,得到行星的自旋角动量的对数值lgLS和对应的背景角动量的对数值lgLB,在不包括水星和金星的条件下,具有线性回归特点.在此基础上,得到lgLB和lgLS之间具有线性相关特点的经验公式.本文还对九大行星中的水星和金星的自旋角动量偏离lgLB和lgLs线性关系的原因、在卫星一层次星球的自旋角动量的lgLS和lgLB之间线性回归方程的合理性和为什么体积越大的行星其自转越快都作为初步的探讨,并利用线性相关关系预测了银河系的质量分布规律.     

刚体平面运动时动力学问题的一种求解方法探索

刚体平面运动时,应用质点系对动点的动量矩定理,得出纯滚动的刚体和平面运动均质杆对速度瞬心的动量矩定理,应用其求解动力学问题比较简捷。     

星载角动量补偿系统的高/低权控制

为了利用补偿飞轮来抑制卫星转动部件引入的角动量干扰问题,在分析补偿原理的基础上设计一个工程上易于实现的双闭环控制器．该控制器利用编码器角速度信号及其积分信号构成高/低权复合控制．指出现有补偿飞轮应用中的问题及改进措施,同时提出根据有效载荷运动特性和卫星姿态控制精度要求设计补偿飞轮参数的准则．仿真计算部分给出有效载荷各个运动模式下残余角动量的仿真曲线,结果表明所提出的补偿系统能补偿掉97％以上的干扰．本文的控制策略满足系统要求,提高了补偿系统响应速度、减小稳态误差．     

确定原子、离子基态的数学公式

根据Hund定则 ,给出了直接用未满壳层电子数确定原子、离子基态的数学公式。     

相对于任意动点的动量矩定理的简便推导

采用简捷的方法推导质点系相对于任意动点的动量矩定理,并由此引出质点系相对于质心的动量矩定理和质点系相对于速度瞬心的动量矩定理．     

偏心碰撞的能量损耗

运用刚体动力学基本原理计算了几例偏心碰撞的能量增量，得到一个重要的结论：偏心碰撞的卡诺定理须用不等式表示。     

角速度约束卫星编队控制与虚拟演示验证

针对角速度约束下卫星编队姿态同步控制问题,提出一种附加系统动态-姿态同步控制器综合设计策略.首先,考虑角速度约束影响,建立约束下卫星编队模型;其次,建立姿态跟踪误差方程,将角速度约束转化为角速度跟踪误差约束,并设计新型有限时间附加系统动态,保证姿态变化满足约束要求;然后,基于附加系统状态,设计姿态同步控制器,实现卫星编...     

关于天体角动量的思索

利用统计方法,对太阳系中太阳-行星系统和行星-卫星系统中的星球的角动量的规律进行了分析和研究,并在天体的角动量中引入了“背景角动量”这一概念。根据天体的背景角动量的数值和天体的自旋角动量的数值之间的正相关关系,提出了角动量在更深层面上可能具有的某些潜在的物理属性。尝试了从新的视角解释银河系中所观测到的一些天文现象和规律,如银河系的质量分布规律、九大行星自旋运动规律、某些行星自旋运动的异常行为等。     

拟线性迭代函数方程的解析解

研究讨论关于拟线性迭代甬数方程λ1（f（z））f（z）＋λ2（f（z））f^2（z）＋…＋λn（f（z））f^n（z）=F（z）解析式的存在唯一性。通过Schroder变换,以上迭代方程能被转化为一个不含有未知函数迭代的辅助函数方程。因此通过有限阶非线性函数方程系的已知结果可以得到关于拟线性迭代函数方程的解析解。