大型空间环境模拟设备试验数据管理研究

针对国内外空间环境模拟设备试验系统数据管理模式,从试验数据采集、试验数据处理、试验数据存储归档以及试验数据移交利用这4个方面进行对比分析,提出国内空间环境模拟设备试验系统在增强试验数据处理能力、建立卫星故障模式分析和危险分析系统(FMECA)以及局部试验数据应用模式向远程同步试验数据应用模式发展的建议。     

阵风环境模拟用控制器设计与实验研究

针对环境模拟实验室风环境模拟的阵风特性,设计开发了一种迭代学习自校正PID控制器。该控制器将设定值序列进行迭代学习优化,系统内部采用PID自校正控制策略。仿真和实验结果表明,两种控制方式的结合,可改善系统设定点改变时的动态特性,实现了对期望风环境参数的有效控制。迭代学习控制的作用下,特别是对正弦风的模拟,随着时间推移实际值可跟踪定值,保证了环境模拟的控制精度。     

基于GIS的深空探测器真空热环境模拟测试系统设计

以提升真空热环境模拟系统的环境监测和数据异常检测能力为目的 ,设计基于GIS的深空探测器真空热环境模拟测试系统;硬件部分利用GIS技术监测真空环境中的相关属性、空间及缺陷等数据,根据监测信息展开可视化统计分析,分别设计真空抽气系统、环境监测系统及外热流模拟系统,并通过预警反馈机制操纵数据属性,软件部分利用自适应PID控制算法高精度的控制红外加热笼的温度变化,并结合真空容器、真空抽气系统、外热流模拟系统完成深空探测器真空热环境模拟测试系统设计;实验结果表明,该测试系统极限真空度值为3.3×10-5 Pa,各支管液氮流量流速范围为0.26～0.40 m/s,具备良好的流动分布均匀性,高温和低温时加热区辐照热流密度分别为586 W/m2和27 W/m2,环境缺陷数据检测精准率高达98.73％,各项指标均满足设计要求.     

环境模拟风洞高压动力系统设计研究

为实现环境模拟风洞风速性能指标,对动力系统进行了设计;介绍了环境模拟风洞的气动轮廓构型,阐述了动力系统的工作原理,包括主驱动回路、散热辅助系统和控制系统,给出了10 kV 4 MW动力电机的计算选型过程并分析了电机特性曲线;采用高压变频器实现了动力系统的调速驱动,通过48脉冲整流完美无谐波矢量变频实现高品质的电能利用;通过基于Modbus TCP现场总线协议,实现了主控计算机、本地控制系统的实时通讯和数据交互,给出了控制系统软件工作流程;通过不同构型风洞喷口试验,分析研究了最大风速和极端温度负荷工况条件下,轴功率随试验温度的变化关系、电机温升特性以及稀油站供油压力与轴升的关系;实验测试结果表明,本系统对于环境模拟风洞有较好的风速、温度匹配性能,对于开展相关实验具有优良环境适应性.     

长寿命真空实验设备的设计

针对航空航天的特殊性,验证适应低压热真空环境产品相当重要.设计了一种主要用于对空间行波管和放大器进行真空寿命测试的长寿命实验设备,并具体阐述了该设备的结构组成、电路设计原理和设计的优势所在,最后提供了详实的测试数据.该设计对于空间设备的检测具有一定的应用价值.     

利用光纤和OMA研究A1等离子体的空间分辨光谱

利用光纤和光学多道分析仪(OMA)检测激光诱导产生的A1等离子体发射光谱,可使实验系统的光路调试较为简便,同时可方便地检测距靶面不同位置处的谱讯号.本文分别研究了在空气(Air)、氮气(N2)和氩气(Ar)环境气体下谱线强度空间分布的不同特征,并研究了不同环境气体气压下谱线宽度随靶距离变化的情况,对激光等离子体的诊断具有重要意义.     

气体炮内弹道建模与发射环境模拟研究

气体炮以其优良的性能,在兵器弹道环境模拟领域得到了较好的应用．首先分析了典型弹药的发射环境参数,并找出了其特征值．然后运用气体动力学的相似理论建立了气体炮的内弹道模型,并在计算机上进行了数值模拟．为后续气体炮的结构设计、相关设备的选型、气体炮参数的调整提供了理论依据．     

临近空间网络安全切换机制研究

近年来随着空间网络应用的快速发展,临近空间网络逐渐成为新的研究热点。高度暴露、动态组网、通信能力受限的临近空间网络要求高实时性、高安全性移动安全接入,具有频繁的入/退网、频繁切换的特点,对切换效率与安全提出了更高的要求。提出了一种临近空间网络安全切换机制,给出了安全切换的定义、内涵,分析了安全切换与传统切换、切换安全的不同之处,并设计了MPHR选择算法与信任传递机制,实现了安全通道的整体切换与安全通信的连续性,在保证安全性的同时有效提高了切换效率,减少了临近空间网络的安全切换延时。     

临近空间高超声速滑翔机动GNC技术

临近空间飞行器利用临近空间独特的环境特点,采用升力体构型,基于助推滑翔式弹道,实现高超声速滑翔扣机动,极具发展潜力.介绍临近空间高超声速飞行器的发展历程,根据其飞行特点深入分析临近空间高超声速滑翔机动飞行所需的高精度GNC技术,并对其发展前景进行展望.     

虚拟试验中临近空间大气环境仿真技术研究

临近空间作为空天过渡区域,对火箭等各种飞行器的安全和准确入轨有重大影响。为了完善临近空间的虚拟试验验证平台,提出一种基于美国TIMED卫星的SABER探测数据和参考大气模式的虚拟试验环境资源构建方法。该方法使用Matlab读取和预处理SABER探测数据,利用SABER探测数据的压强和密度参数计算大气风场,通过三维离散点插值算法构造符合分辨率要求的大气环境模型,根据SEDRIS规范格式化大气环境数据,生成临近空间虚拟环境资源。测试结果表明,该方法生成的临近空间虚拟大气环境资源能够为虚拟试验验证平台提供相应的环境支撑。     

基于增量式PID算法和逆变调功的外层空间温度环境模拟系统设计

针对外层空间温度环境模拟系统需承受高剂量辐照的要求,建立了空间温度和辐照环境模拟系统的结构模型,选用制冷机组和加热组件实现了系统加热和制冷,结合防冻液循环与气体循环的方式实现了环境模拟温箱温度远程控制和防辐照设计。将温控过程分为制冷、加热和保温3个阶段,并采用增量式PID控制算法、逆变调功方法和模糊控制方法进行控制,温控效果良好。试验结果表明,环境模拟温箱实际温变曲线与设定的温变曲线拟合良好,达到了主要技术指标,可以满足空间温度环境模拟系统的要求。     

RH真空脱气过程的模拟研究

本文对RH真空脱气过程进行了解析,建立了适合于RH真空脱气过程的物理模型及数学模型。模型能较好地反映 RH 真空脱气过程各主要元素及气相成分的变化规律。传质容量系数作为模型中的唯一可调参数,可表征 RH 真空脱气过程的传递特性及其操作特性。     

常减压蒸馏装置流程模拟及优化研究

在实际生产过程中,对流程模拟的研究关系到产品的质量和产量.根据石化炼油厂常减压蒸馏装置中初馏塔和常压塔的生产工艺和原油精馏原理,结合现场工艺数据,并基于Aspen Plus化工流程模拟软件,实现了初馏塔和常压塔的流程模拟.同时,通过灵敏度分析工具优化操作条件,指导操作人员对常压塔的操作条件进行有效调节,调节效果令人满意.     

空间动态场景的建模与仿真

空间环境可视化仿真体系对于管理、分析、展现空间物体工作方式至关重要.结合计算机图形学,天文学,数学,运动学等知识,建立了一个以地球为中心的空间环境仿真平台,在此基础上开发出卫星在轨运行实时仿真系统.对仿真系统的设计及实现进行了详细地描述,并论述了系统的主要功能和框架、场景的几何建模和动态建模、卫星覆盖范围建模、通讯特殊...     

基于虚拟样机技术的空间机器人系统的建模与仿真

首次采用虚拟样机技术对空间机器人系统进行建模和仿真,得出了反映机器人与卫星本体间运动学和动力学耦合情况的一些重要结果、为保持本体姿态稳定和驱动机器人按预定轨迹运动所需的控制力矩等．该方法可方便地用于验证固定基座、自由飞行、自由飘浮机器人的路径规划、控制算法、奇异空间等．与其它建模和仿真方法相比,该方法建模简单、可视化强、后处理功能极其强大,可实现多刚体系统闭环控制的仿真．     

三维可视化技术在航天器仿真与演示系统中的应用

通过讨论三维可视化技术在航天器仿真与演示系统中多方面的应用,显示了三维可视化在帮助用户直观理解抽象概念,解决复杂问题时所具有的巨大优势。     

近地空间场景中典型要素的可视化仿真

在分析近地空间场景中典型要素的基础上,明确空间场景可视化表达包含的要素及其物理特征等属性,根据空间场景表达的特点和方式,提出一种空间场景中空间环境、空间实体及行为等典型要素的可视化仿真方案,设计每种要素可视化的流程图。利用OpenGL技术实现部分典型要素的可视化仿真,描述近地空间场景中典型要素的状态。     

心理学在公共空间环境中的应用研究

文章旨在通过对人的心理、行为以及它们之间的关系和相互影响的研究与分析,试图归纳出一些比较清晰的规律,以便在环境公共空间项目的策划和设计实践中加以参考,从而运用心理学方面的理论来提高公共空间设计的质量。     

空间机械臂电磁制动器温升最优设计及热真空实验

采用遗传算法几何惩罚函数的方法对空间机械臂制动器电磁线圈温升进行了优化设计.首先针对空间机械臂电磁制动器对电磁力、电流以及磁场强度的限制要求,以温升为目标推导出优化模型.然后针对优化模型约束非线性问题,提出遗传算法结合惩罚函数的优化方法.本方法可在解决全局优化问题的同时保证计算过程中的解总是可行解.优化结果显示,线圈温升大大降低.最后,将制动器置于热真空环境模拟设备中,测出电磁制动器线圈温升曲线.实验结果显示,测得温升值与优化设计得出目标温升值基本吻合,验证了方法及设计的正确性.