模型预测电流控制的航空蓄电池充放电控制器研究

为解决充电电路启动时电流增大、放电时系统抗扰动能力差等问题,提出了基于模型预测电流控制的航空蓄电池充放电控制方法,通过预测电流实现了充放电电流的无差拍跟踪,提高系统的抗扰性能与动态响应速度.本文设计的直升机蓄电池充放电控制器,不仅能够满足直升机蓄电池大电流快速充放电、消除镍镉电池的记忆效应的特殊要求,蓄电池还可以对直升机负载恒压放电.仿真结果证明了该方法的有效性,提高系统的鲁棒性.     

航天器在轨基线控制系统设计与实现

航天器在轨状态管控是保证其在轨稳定运行的重要支撑;对设计师提出的单机工作状态、软件版本状态、运行模式状态、自主功能状态的管控需求进行研究,设计研制了航天器在轨基线控制系统,通过数据库逻辑分离、分布式部署、数据订阅发布等设计保证了系统的实时性能,实现了航天器飞行状态与基线状态的实时比对,能够帮助设计师快速发现航天器飞行状态异常;同时记录航天器在轨基线变更历史,形成航天器基线变更履历,实现航天器基线状态变更有记录、可追溯;飞行状态的实时监控是对传统遥测监视的有益补充,也为后续遥测监控系统的研制提供了新的思路和参考。     

基于OTSU二值化的航天器在轨环境预测方法

以往采用统计能量法和虚拟模态综合法预测在轨环境,存在预测精准度低的问题,为了避免传统方法带来的弊端,提出了基于OTSU二值化的航天器在轨环境预测方法。使用单目视觉光学测量法测量航天器所在位置,设计三圆靶,采用亚像素处理方法获取航天器像素版图。推导出像素灰度值以及域灰度值出现频数,引入萤火虫算法进行OTSU二值化图像分割。采用三角形网格模型,以航天器在轨特性为基准生成一个二值化子图,调用宽度优先搜索算法获取最初近似最短路径。取出子图中的边,再进行细分处理,生成子图点集,将子集中的各点连接成线,得到像素点间最短路径,实现航天器在轨环境预测。由结构动力学实验结果可知,该方法所捕获的冲击响应谱与实际获取的冲击响应谱最大误差为100g,而传统方法最大误差为400 g,由此说明基于OTSU二值化方法预测精准度较高,为航天器实际运行条件制定提供了参考。     

太阳辐射监测仪遥测信号采集系统设计

太阳辐射监测仪作为某卫星的有效载荷,在轨测量时卫星读取仪器遥测口的遥测信号并打包下传,随后解包判断SIM工作是否正常.因此遥测信号十分重要,在研制阶段的地面模拟在轨飞行环境的试验中,也需要实时采集显示遥测口的遥测信号,以分析环境变化对遥测信号的影响及规律.通过基于DSP的下位机设计和基于VC的上位机编程,实现了遥测信号的采集和实时显示,系统结构简单,图像显示实时,为环境实验阶段仪器状态的判读起到了重要作用.实验证明,系统工作稳定,满足实时采集,实时传输和实时显示的任务要求.     

直流微网混合储能系统优化控制策略

和单一储能相比,蓄电池/超级电容混合储能系统可以满足微网多样化的要求.在独立直流微网系统中,根据优先使用功率密度较高的超级电容、减少蓄电池频繁大电流充放电的原则,提出了一种混合储能系统优化控制策略.加入延迟环节延迟蓄电池出力,由超级电容迅速平抑系统功率波动;根据超级电容实时荷电状态和充放电状态,采用模糊控制器调整延迟时间,在保证超级电容安全运行的前提下实现其充分利用;蓄电池作为持续供能设备,采用基于其端电压的多滞环电流控制方法,对蓄电池充放电过程进行优化,减少高频充放电电流切换造成的损伤.仿真实验结果验证了控制策略的有效性.     

多航天器并行测试综合显示平台的设计与实现

为解决载人航天器并行测试遥测数据集中判读和关联分析问题,提出一种支持多航天器并行测试的综合显示平台设计方法;对多航天器并行测试方案进行研究,对综合显示平台总体架构进行设计;平台采用插件式程序架构便于功能扩展,采用脚本引擎技术提高平台可配置性,采用MVC设计模式增加页面编辑的可维护性,采用多线程技术和定时器策略实现海量数据的实时显示;平台具备图形页面、列表页面、曲线页面显示功能,可以实现常规数值显示、报警监视及源码、序列显示,同时,支持测试数据本地保存与回放判读;综合显示平台已应用于载人航天器全阶段地面测试和某型号航天器在轨交会对接任务中,应用效果良好。     

卫星遥测数据处理软件的Excel VBA实现

为解决航天领域遥测数据处理复杂、判读困难的问题,采用Excel VBA技术,设计了一种卫星遥测数据处理软件,利用该软件可以很方便地对卫星遥测数据进行分析和判读,得到各遥测量的曲线显示及变化状态,并能给出遥测异常时的报警信息;该软件运行于通用计算机平台,需要Office、Excel支持,它包括卫星遥测数据的处理分析和遥测数据的曲线显示两大部分;该数据处理软件的使用为卫星遥测数据处理提供了一种新方法,实现了卫星遥测数据处理自动化处理和判读,大大提高了卫星遥测数据的分析判读效率,该软件现已成功应用于某型号卫星的遥测数据分析系统。     

基于LabVIEW的通用飞机铅酸蓄电池测试系统设计

针对传统的通用飞机铅酸蓄电池测试方法精度低、工序繁杂等问题,提出了基于LabVIEW的通用飞机铅酸蓄电池测试系统设计方案.通过不同传感器多点采集蓄电池信息,利用独立式采集卡与工控机,实现对蓄电池充放电数据采集和处理.利用LabVIEW软件,完成模块驱动程序的设计,通过记录分析电压、电流等数据的变化,可以图形化直观展示蓄电池的工作状况,实现对蓄电池的自动精确测试,提高了测试效率和精度.     

基于OpenGL的小卫星在轨运行仿真系统研究

传统的航天工业仿真技术主要用于分析计算航天器的飞行轨道与姿态运动,这种仿真方式通常不支持三维可视化仿真功能;文章结合卫星轨道、姿态动力学和计算机图形学,设计基于三维实时动态显示技术的小卫星在轨运行仿真系统,对卫星轨道、姿态进行可视化仿真,实时动画演示星内敏感器的工作状态,提供图形曲线和文本形式的分析数据,并能与卫星地面站进行数据通讯,实现小卫星的在轨监测功能;仿真结果表明,仿真系统能正确实时接收地面站的数据,支持二维、三维动画输出,可以成功完成小卫星系统的仿真与监测功能.     

基于TSEOPM的在轨航天器故障预报方法研究

针对在轨航天器非线性系统的故障预报,提出一种基于时间序列事件征兆模式挖掘的在轨航天器故障预报方法,该方法以在轨航天器遥测数据建立状态监测时间序列,根据事件特征函数利用层次聚类算法挖掘出故障事件征兆模式,然后利用故障事件征兆模式对航天器的状态监测时间序列数据进行分析,判断是否为故障征兆点,从而实现故障预报;实验结果表明,该方法能有效地预测在轨航天器状态监测时间序列数据中的故障事件。     

逐段回归近似的卫星遥测数据挖掘算法与仿真

卫星长期运行过程中积累的大量遥测数据蕴涵有宝贵的卫星状态变化信息,挖掘变化特征对发现卫星状态异常变化和诊断卫星运行过程故障具有重要意义.围绕在轨卫星遥测数据分析以及遥测的故障诊断相似性查找问题,提出了一种基于逐段回归近似(PRA)的卫星遥测时序数据相似性挖掘算法.算法首先通过对卫星遥测数据挖掘实现数据的降维处理,以减少数据量;其次通过建立多维空间索引树,并在索引树中通过相似阈值判断进行查找,以获得给定时序数据的相似序列.理论分析和仿真实测卫星电源分系统的时序遥测数据实验表明,该算法对遥测数据序列可有效地进行降维处理,并保持数据趋势性;建立的相似序列为提高在轨卫星数据分析和故障诊断的有效性和正确性提供了依据.     

我国专家首次利用航天数据网“会诊”卫星故障

日前,全国各地的多名专家足不出户,通过西安卫星测控中心自主开发的航天用户专用数据网,首次对1颗在轨卫星故障进行网上“会诊”,及时消除了卫星异常状态。这一新技术手段的成功运用,使我国卫星故障分析处理更为快捷、准确、高效。该航天数据网采用先进的远程通信技术和多项互联网技术,可满足数十颗卫星的实时数据接收、存储和实时转发要求,支持多个航天用户同时接入访问,使用户能够在第一时间获取丰富而形象的航天测控信息,快速对航天器故障进行处理,大大提高了我国测控资源的综合利用效率,增强了航天器管理中突发故障的处理能力。我国专家…     

一种卫星遥测数据相关性分析方法

卫星遥测数据反映了卫星各系统的实时工作情况,是对卫星各系统工作状态进行分析判断的依据,其数据处理结果及质量直接影响卫星在轨性能的分析和状态的评定.运用ID3算法对卫星太阳帆板遥测数据进行分析,挖掘隐藏在数据中的知识和规则,得到数据之间的关联性,为卫星在轨性能分析提供依据.     

基于随机森林的卫星快变遥测数据建模

现代卫星已逐渐成为国家重大基础设施,为了解其在轨运行状态,需要对遥测数据进行分析;其中快变遥测数据包含了大量卫星服务情况信息,对该数据进行基于机器学习算法的分析建模,可以更好利用特征维度高、数据量大的快变遥测数据,为人工智能在卫星数据建模、运维方面提供一种可能方案;提出一种基于随机森林算法对在轨卫星快变遥测数据进行建模的方法,并引入改进的二次网格搜索方法对模型参数进行调优;使用模型对某频点功率测量值进行预测,结果显示R2值达到0.98以上,预测值误差较小,建立了效果较好的快变遥测数据模型,为实现基于机器学习的快变遥测数据分析提供了一种可能的方案;     

长期在轨推进系统故障诊断实时仿真技术研究

为了解决长期在轨航天器易出现故障的推进系统故障常规地面检测费时费力且无法完全包络全部故障模式的问题,提出了长期在轨推进系统故障诊断实时仿真技术方案,建立了长期在轨推进系统故障诊断实时测试平台。通过建立推进系统实时仿真模型,实现对长期在轨推进系统的实时仿真;依托实时测试平台对推进系统故障诊断策略进行仿真优化、对在轨飞行器故障进行诊断、并对处置预案进行验证支持故障处置决策。长期在轨推进系统故障诊断实时测试平台有效缩短了器上故障诊断策略的优化迭代周期,同时节省了大量原本用来进行试车的经费。     

机器学习在卫星遥测分析建模中的应用

卫星在研制和应用的各个环节产生了庞大的特征和相关性复杂的遥测数据,人工判读或使用专家策略进行分析均无法充分梳理出这些数据的相关性并进一步挖掘和应用它们的价值;利用Python强大的机器学习生态环境和算法,能够实现对卫星遥测数据的分析和建模;以星载铷钟遥测数据为样本,提出了对卫星遥测数据进行算法分析和建立模型的方法,为实现对铷钟的健康状态进行实时评估、预报、精准控制奠定了基础;除遥测数据外,该方法亦可用于分析卫星其它数据,为卫星研制和应用过程中利用机器学习技术提高智化能水平提供了参考。     

基于OpenGL的卫星在轨运行可视化仿真系统设计与实现

针对如何构建一个卫星在轨运行可视化平台的现实问题,设计出一种基于OpenGL的卫星运行可视化仿真系统;介绍了该仿真系统的逻辑结构和网络结构,采用ADO技术实现了对卫星运行数据库的访问,利用3DS MAX构造了卫星模型和地球模型,实现了卫星在轨运行、覆盖效果、通信链路情况的可视化;实践证明,该仿真系统能够实时仿真卫星在轨运行的全过程,为卫星在轨实时管理提供了辅助决策支持平台;同时,该系统为航天部队网络化练兵提供了虚拟训练平台;对构建信息化条件下的虚拟战场仿真系统具有一定的借鉴意义。     

蓄电池恒流放电容量监测仪的电路设计

蓄电池恒流放电容量监测仪以单片机为核心,以PTC热敏电阻为放电负载;采用PWM技术控制电流恒定,实时监测放电电池的电流电压;采用大电流恒流放电方法,对蓄电池进行活化处理延长寿命。由ATmega128单片机、电源、存储器及时间芯片组成基础电路,由触摸屏、LCD显示模块、数据采集电路、PWM信号驱动电路组成显控驱动电路,监测仪则由二者共同构成。介绍了硬件构成与电路设计的思路。     

基于CAN总线星务仿真系统的设计与实现

综合考虑研制成本以及卫星在轨运行的可靠性和安全性,使用PCI1680 CAN总线控制卡作为主控节点,模拟小卫星星务系统.系统采用双总线冗余设计来提高可靠性,根据特定的组帧解帧协议实现遥控/遥测功能,同时具备电压采集和电源控制功能,为小卫星系统提供全面、通用的地面测试和调试环境.     

基于同步遥测信号处理的实时仿真模型设计

卫星遥测信号解析是卫星综合测试系统的重要组成部分。传统的遥测信号采集方案,基于Windows非实时平台,降低了系统解析的实时性和和判读的有效性。从故障预案的模型系统应用场景为出发点,阐述了基于实时系统模型架构的遥测信号仿真模型设计思路、原理及功能实现。该方法继承了模型的迭代特性,通过在每一个周期中对比特流数据的读取和同步帧头的识别,实时地获取遥测信息,为设计故障预案,提供充分信息,具有较强的工程实际意义。