基于有限元法的空间遥感器主镜支撑位置优化

为更准确地设计空间遥感器主镜,以有限元法为基础,研究空间遥感器主镜在自重情况下引起的镜面面形变化情况,在主镜镜面面形符合实际工程要求的情况下,通过MSC Nastran进行优化处理并最终确定出主镜的最佳支撑位置,同时确定主镜轻量化结构．以主镜背部3个支撑孔中心坐标为设计变量,以主镜镜面变形最大值作为目标函数进行实例优化分析,并与传统经验法的计算结果进行对比,结果表明所采用的有限元优化方法具有较大的优越性,为某型空间遥感器的成功研制打下艮好基础．     

基于Patran和MSC Nastran的压电智能桁架结构振动模态分析

用Patran和MSC Nastran分析压电智能桁架结构振动模态,验证基于有限元法建立的智能桁架结构机电耦合动力学模型的正确性和有效性.结果表明：采用Patran和MSC Nastran针对2种典型压电智能桁架结构开展振动模态分析的结果,与采用基于有限元法建立的数学模型计算得到的模态频率及实验测试模态频率近似相等,验证基于有限元法模型的正确性和有效性,为开展主动振动控制器的设计提供模型和技术支持.     

长寿命空间遥感器大功率电控箱热设计

依据指标要求(结温不超过85℃)对长寿命空间遥感器大功率电控箱进行热设计.统计电控箱内所有功率大于200mW的元器件,逐级建立有限元模型进行热分析,得出各大功率元器件的壳温,优化散热路径,热分析迭代,再辅以热试验的验证,从而得出一种高效地热设计方案.经热分析优化后,在60℃的环境温度下,电控箱内元器件壳温最高到73.4℃(结温80.6℃).实物在等温度环境条件的热试验,元器件表面最高温度为74.142℃.结果 证实设计的方法满足设计指标要求.     

遥感器小型化技术研究

光学遥感器小型化对于空间遥感是非常重要的。介绍了适合于空间遥感器应用的亚像元成像技术,同时介绍了有助于提高极限分辨率的光锥耦合式摄像技术     

空间遥感器CCD控制箱数据板热可靠性研究

作为卫星的重要有效载荷,空间光学遥感器的工作可靠性是至关重要的.而光学遥感器电子设备的可靠性严重影响其工作可靠性.由于电子设备不断微型化,特别是航天电子设备,体积小、布局紧凑,致使电子设备热流密度急剧增加,从而大大降低系统的可靠性.为此本文从热传输原理出发,运用ICEPAK热分析软件对某空间光学遥感器CCD成像子系统数据板在空间工作环境下的温度场进行了分析,并结合热分析结果提出热优化设计方案,提高了系统可靠性.得到工程项目的实际应用.     

空间相机桁架结构模态相关性分析

为有效地预示空间相机桁架结构的动态特性，需要对其进行模态相关性分析，目的在于检验分析结果的有效性和准确度，发现结构中的薄弱部位，但由于桁架结构是一复杂的杆板组合结构，计算结果中存在着大量次模态，从而无法与试验结果进行对比。基于上述问题，提出一种利用模态应变能比值来定量区分的方法，从密集的计算模态群中识别出桁架结构的主模态。主模态经模态向量缩减后与试验结果进行比较，鉴定它们之间的总体相关程度，若误差超过规定的界限，则通过调整模型参数、修改模型构型来寻找可能的误差源，反复这一过程，直到有限元模型能够很好地模拟实际结构的主要动态特性为止。分析结果预示了较好的试验和计算模态相关性，验证了有限元模型的有效性，为进一步的响应分析和振动控制设计提供了依据。     

专用偏振成像智能遥感器设计研究

针对偏振成像遥感技术及其探测装置发展的需要,提出了一种微小型、高可靠性的专用偏振成像智能遥感器的设计思路,并给出了各模块的设计,以满足特殊平台探测需求.在此基础上与传统的偏振成像遥感CCD相机比较,分析了其特点和优势.仿真实例证明,设计的专用无人机载偏振成像智能遥感器能够实现偏振成像探测设备的轻小型化,且成像质量较好.     

平台颤振对空间光学遥感器成像质量的影响

空间光学遥感器在轨工作期间,会受到平台振动源的影响,从而对成像质量产生影响。振动源使遥感器在积分时间内产生颤振,导致在成像过程中发生像移,使图像模糊。讨论了颤振对光学遥感器成像的影响。以低频正弦振动为例通过数值方法推导了颤振引起像移的数学模型,并给出了颤振对调制传递函数MTF的影响公式。仿真结果表明,颤振对空间光学遥感器成像质量影响很大,应在设计中加以考虑。     

考虑结构局部变形特性的超长桁架结构等效动力学建模

超长桁架结构是后续高时空分辨率天基遥感载荷的核心部件,建立其高效动力学模型是实现振动形态高精度控制的关键.为建立高效、精确的动力学模型,首先,根据超长桁架结构的周期性特征和振动变形特性,采用周期单元中心处位移表征整体桁架结构的空间位移,并分别推导了是否考虑桁架结构局部变形特性的两种应变能表达式;其次,根据哈密顿原理以及边界条件,建立了两种不同的等效动力学模型.最后,通过对两种等效模型与超长桁架结构固有特性的对比分析,验证了等效建模的有效性以及考虑局部变形特性提高模型精度的必要性.     

桁架自适应结构振动控制仿真实验研究

基于MATLAB／dSPACE综合仿真实验环境,在有限元结构分析的基础上,在MATLAB／Simulink中进行桁架自适应结构的数学模型搭建和控制方案设计仿真,由dSPACE软硬件系统实现自适应结构的主动元件驱动和传感器数据采集,从而实现半物理仿真。实验表明基于MATLAB／dSPACE综合实验环境桁架振动受到很好的抑制,证明MATLAB／dSPACE试验环境高效简洁,控制方法行之有效。     

空间桁架结构的优化配置及振动控制研究

为抑制空间柔性桁架结构的低频振动,采用压电杆件进行优化配置实现桁架结构的振动主动控制;建立了空间桁架结构主动压电杆件的机电耦合模型,利用ANSYS前处理功能编制了压电桁架的机电耦合有限元程序;将可控性度量指标与逐步消减法相结合,实现了空间桁架结构主动杆件的优化配置;对结构进行初始位移扰动、正弦激励以及随机激励,并采用最优模态控制算法进行振动抑制仿真分析,对上述方法进行验证且建立振动控制评价指标进行评价;结果表明将可控性度量指标与逐步消减法相结合的方法可有效抑制空间柔性桁架结构的振动。     

基于动态奇偶空间法的传感器故障诊断

针对线性动态系统传感器组中多次续发故障的诊断问题,提出一种时间窗口动态调整的奇偶空间方法.基于系统中传感器组测量输出的时间序列之间的内在一致性,定义了时间窗口的最小宽度和传感器冗余度指标,并给出了构造优化奇偶矩阵的方法.根据当前时间窗口宽度值,动态设定残差的连续超限次数和故障检测的阈值,实现对系统的传感器故障进行检测、定位和隔离.最后以F-16战斗机俯仰通道动力学模型为例进行数值仿真,试验结果证明了该方法对传感器组多次故障的诊断和隔离有较好的效果.     

传感器动态性能重复性研究

本文研究了传感器动态性能重复性，先提出传感器动态性能能重复性的指标及其计算方法和步骤，然后以一种压力传感器为例计算了它们的动态重复性，并给出了实验数据和计算结果。     

基于图像空间的三维动态场景远程可视化方法

对复杂三维动态场景进行远程可视化,基于顶点运动轨迹的压缩、传输方法需要计算的顶点数量巨大,速度慢.针对这些问题,提出一种基于图像空间的三维动态场景远程可视化方法：首先在服务器端进行先空间后时间的自适应采样,获得多幅动画深度图像.通过使用动画深度图像的采样点代替原始动态场景中的顶点,极大减少需要参与计算的三维点数量;然后在每幅动画深度图像中并行压缩采样点的运动轨迹,有效减少压缩时间;最后将压缩后的动态数据传输到客户端并重构一定时间内的三维动态场景.实验结果表明,算法可以极大提高服务器端数据压缩速度,减少需要传输的数据量,有效降低网络带宽对数据传输的限制.     

基于SVM的电涡流传感器动态建模方法

传感器的动态特性反映了系统动态测试的能力,而时传感器动态特性描述的有效方法是建立传感器的动态模型.本文简单介绍了回归型支持向量机的基本原理,研究了利用支持向量机建立传感器动态模型的方法.利用支持向量机良好的回归拟合能力,建立了电涡流传感器的动态模型.实验结果表明该方法所建模型具有较高的准确性,为改善电涡流传感器的动态特性,实现动态补偿提供了一种较为有效的方法.     

基于远程数据传输的空间网架结构风荷载识别

风荷载是空间网架结构的主要设计荷载。正确识别作用在空间网架结构土的风荷载是对其工作状态评估的重要前提条件。本文设计了基于远程数据传输技术的空间网架结构风荷载识别系统．只要安装好传感器就不必在工程现场采集数据，可通过Internet传输数据，使得工程人员在实验室就可实时分析数据，对网架结构进行在风荷载作用下的动力分析。     

空间光学遥感器CCD焦面组件的设计与分析

随着空间光学遥感器大视场高分辨力技术指标的不断提高,对CCD焦面组件的结构形式和材料选择提出了越来越高的要求.为了满足指标要求,设计了三片CCD机械交错拼接的焦面组件,阐述了该焦面组件的结构形式和材料的选取过程.应用有限元软件对其进行了均匀温升、模态和静力学分析.结果表明,所设计的焦面组件满足了空间光学遥感器的大视场高分辨力的技术要求,同时也能适应空间微重力、振动和温度变化等环境条件.设计和分析过程为三片以上CCD焦面组件的设计和分析提供了参考.     

Dynamic Analysis of a Light Structure in Outer Space: Short Electrodynamic Tether

The SET (short electrodynamic tether) is an extremely flexible deployable structure. Unlike most other tethers that orbit with their axis of smallest moment of inertia pointing towards the Earth's center (natural position), the SET must orbit with its axis of smallest inertia normal to the orbit plane. The Faraday effect allows the SET to modify its orbit in this position. This is due to the interaction of the Earth's magnetic field with the tether, which is an electric conductor. In order to maintain the aforementioned operating position, the SET is subjected to a spin velocity around its axis of smallest inertia. If the system were rigid, the generated gyroscopic pairs would guarantee the system's stability.The tether is not perfectly straight after deployment. This fact could make the rotation of the structure unstable. The problem is similar to the instability of unbalanced rotors. The linear study of unbalanced systems predicts the structural instability once a certain critical velocity is exceeded. Instability is due to internal damping forces. The spin velocity of the SET is greater than the critical velocity. Nevertheless, certain works that include the geometric nonlinearities show a stable behavior under such conditions. The object of this paper is to try to verify these results for the SET.The SET consists of a 100-meter tether with a concentrated mass at its end. The system has been modeled using the floating reference frame approach with natural coordinates. The substructuring technique is used to include nonlinearities in the system.