导弹舱段六自由度并联调姿托架设计及运动学分析

针对导弹舱段对接主要依靠手工作业的现状,设计一种六自由度并联调姿托架,可完成舱段偏航、俯仰、自转全姿态位置调整,实现舱段自动化、高效率对接.首先建立调姿托架的三维模型并对其结构进行介绍;其次对模型进行运动学理论分析,得到了自由度、运动学方程及其正反解,并利用ADAMS软件对调姿托架进行运动学仿真,获得自由度计算结果以及...     

大射电望远镜馈源舱的结构分析与数据处理

采用通用有限元软件ANSYS建立了馈源舱的有限元模型,基于APDL语言实现了馈源舱在全工作空间内不同姿态的参数化建模。对位于典型姿态的馈源舱结构进行了有限元分析,得到了馈源舱在不同姿态下的刚度变形。通过对全工作空间内不同姿态下馈源舱的刚度分析,得到了不同姿态下馈源舱中各个关键点的变形量,同时给出了单一姿态标定后馈源舱由于刚度变形引入的系统误差,为馈源舱在全工作空间内的控制精度和定位精度分析提供重要参考。     

Stewart平台对大型射电望远镜反作用力的研究

Stewart平台作为馈源位置和姿态精调系统被安装在大型射电望远镜的悬挂馈源舱中。本文推导了计算馈源舱中的 Stewart平台对舱体反作用力的公式 ,分析了馈源舱体姿态 ,Stewart平台的质量、调整速度与反作用力间的关系。研究结果为设计馈源舱与 Stewart平台的质量比 ,消除平台对舱体的动力影响打下了基础     

飞轮单轴姿态控制及储能系统

给出了一种应用于小卫星的集成化单轴姿态控制及储能系统。通过同轴反转安装的双飞轮,进行必要的解耦控制,能够实现卫星在日阳期及日阴期能量的储存与释放,同时对卫星的姿态进行稳定或按照要求调整。通过仿真分析,证明了集成化单轴姿态控制与储能系统方案的正确性,分析了系统参数对控制精度的影响,给出了参数优化途径。搭建了单轴姿态控制与储能实验演示系统并进行了实验,在0到20000rpm转速范围内进行了储能实验,该过程模拟卫星单自由度旋转的气浮转台的控制精度优于1.5º,折算到百公斤量级卫星的姿态角波动量为1.8';在20000rpm到10000rpm的转速范围内进行了放能实验,该过程转台的控制精度优于1.2',折算到百公斤量级卫星的角度波动量为1.6",总线电压24V,电压波动量小于1.8%。结果表明：单轴姿态控制与储能系统应用于卫星及其它空间飞行器上能够同时完姿态控制和能量需求。     

敏捷小卫星对地凝视姿态跟踪控制

研究了基于双框架控制力矩陀螺(DGCMG)的敏捷小卫星对地凝视成像过程中的姿态跟踪控制.首先,根据敏捷小卫星的特点和凝视成像任务需求设计执行机构配置方案.然后,根据轨道信息计算地面凝视目标的相对姿态和角速度;为避免控制力矩陀螺(CMG)奇异性的影响,同时设计了适当的控制律和操纵律.最后,通过在“试验三号卫星”的姿态轨道控制系统仿真平台上增加凝视成像任务需求并调整执行机构配置,建立敏捷小卫星姿态控制系统,对文中设计的方案和控制方法进行了数学仿真验证.仿真结果表明,该算法简单有效,能够实现敏捷小卫星对地凝视姿态跟踪,同时给出了DGCMG能够输出的最小框架角速率指标决定了姿态跟踪精度的结论.     

小卫星姿控xPC半物理仿真系统设计

针对利用反作用飞轮作为执行机构的小卫星姿控系统,设计了基于xPC实时仿真环境、高精度单轴气浮转台、姿控计算机、光纤陀螺和反作用飞轮的卫星姿态控制系统半物理仿真实验平台,并利用该平台系统对使用反作用飞轮的小卫星姿态控制机动模式进行了半物理仿真验证,在50 s内使姿态机动了31.57°,且有较好的指向精度和稳定度.结果表明,根据光纤陀螺和反作用飞轮现有特性,用设计的姿态控制算法进行姿态机动能够满足控制系统性能指标.     

视频小卫星凝视姿态跟踪的仿真与实验

对视频卫星实现对地凝视成像时的数学模型、姿态跟踪控制器设计和全物理仿真进行了研究.首先,根据卫星轨道运动与姿态运动相关理论,推导了对地凝视时视频小卫星相对轨道坐标系的期望四元数和期望姿态角速度的变化规律.设计了基于误差四元数和误差姿态角速度的PD控制器,并采用李雅普诺夫稳定性理论证明了所设计控制器的稳定性.然后,以在曝...     

面向筒类舱段自动装配的两点定位调姿方法

为解决航天器数字化对接装配中的调姿问题,提出了两点定位调姿法：通过改变对接舱段上2个关键点的位置来实现舱段空间位姿的调整,采用五次多项式轨迹对舱段进行调姿轨迹规划并约束舱段的运动参数,确定舱段合理的调姿时间,保证舱段平稳快速地完成对接任务。该方法简化了调姿算法,采用串联机构即可满足调姿算法要求,避免了多轴协调控制,降低了控制难度。利用ADAMS对所提出的方法进行仿真验证,通过两点定位调姿法调整对接舱段可使其到达目标位姿,位移、速度、加速度轨迹光滑连续,同时满足各边界约束条件,调整后舱段姿态与目标坐标值最大偏差为-0.08 mm,调整过程中最大加速度为10 mm/s2。仿真结果表明,两点定位调姿法可满足筒类舱段数字化装配调姿的精确性、稳定性和高效性要求,有助于实现筒类舱段调姿过程的自动控制。     

微纳卫星姿控软件实时测试系统

为了在硬件有限的条件下测试微纳卫星姿态控制软件的实时控制性能,建立了微纳卫星姿态控制软件实时测试系统,并使用该系统对微纳卫星姿态控制软件进行了测试实验.根据卫星姿态动力学与运动学、轨道环境信息与姿态控制算法数学模型,在PC机上设计开发了微纳卫星模拟飞行平台.使用控制器局域网络(CAN)和串口建立了连接星载计算机与PC机微纳卫星模拟飞行平台的高效通讯链路,并对姿态控制软件主程序进行必要的修改.最后,基于该实时测试系统完成了星载计算机上姿态控制软件的实时控制性能测试实验.实验结果表明:姿态控制软件在星箭分离后18446 s完成初始控制阶段并进入偏置对地三轴稳定模式,实现了微纳卫星的稳态控制目标.偏置对地三轴稳定模式中卫星最低单轴姿态精度与角速度稳定度分别优于±1.86°和±0.048(°)/s,满足该模式控制精度与收敛时间的要求.     

采用自适应无迹卡尔曼滤波的卫星姿态确定

针对现有算法卫星姿态确定中模型参数估计不准确,系统存在外界干扰下稳定性差和跟踪精度不足的问题,提出一种自适应无迹卡尔曼滤波算法,对卫星三轴姿态进行估计。首先分析了陀螺和星敏组合定姿的工作原理,然后推导了以误差四元数为状态变量的卫星姿态运动学方程。滤波过程中,该算法引入自适应矩阵,对量测噪声协方差矩阵进行调整;依据滤波发散判别准则,对系统噪声协方差矩阵进行自适应修正,抑制滤波过程中可能的发散情形,获得了良好的自适应性能。实验结果表明,在参数估计不准确时,自适应无迹卡尔曼滤波相比鲁棒自适应UKF算法,三轴估计精度的均方根误差(RMSE)分别提升了30.0%,34.1%,22.4%。该算法基本满足卫星姿态确定的高精度、强鲁棒性等要求。     

卫星喷气系统设计方案的失效树分析

科学卫星的发展对卫星姿态控制系统提出了高控制精度和长飞行寿命下的高可靠性要求。在三轴稳定姿态控制的卫星上,采用有源姿态控制的喷气系统,较易于满足上述两项要求。对卫星的三个相互垂直的坐标轴x、y、z(图1)进行定向姿态控制,可分为发射进入轨道后的消旋姿态捕获和飞行中姿态控制两种情况,这两种情况都可以应用安装在卫星质心平面(图1中舱平面附近)星体边缘的一对喷嘴和安装在距离质心平面H距离的两对相互垂直喷嘴来实现。为了提高喷气系统比冲和减少星带燃料重量,目前多采用热喷气系统而不宜用冷喷气系统。本文讨论的几种方案均为热喷气系统。     

提高农机服务标准 保持八五三农场农业稳定发展

加强农机管理,发挥农业机械的重要作用,促进农场经济健康、稳定、持续发展,是农机管理部门的历史使命。做好农机停放的服务管理工作是农机管理部门主抓的重点。笔者根据八五三新建成的现代化农机装备园的基层农机管理工作经验,探讨我国农场农机管理存在的问题及对策。本文阐述了八五三现代化农机装备园这一现代化农机停放中心的发展现状及存在的问题,并提出加快发展现代化农机停放服务组织的思路及对策,为各地农机停放服务组织的发展提供参考。     

液压支架姿态监控系统设计分析

矿井液压支架是综采面关键机电装备,是矿井安全生产重要的支护设备。为解决当前液压支架姿态监测功能不足的问题,以掩护式液压支架为研究对象,设计了液压支架姿态监测系统。对液压支架姿态监测系统的总体设计结构及硬件、软件设计进行分析,实现了液压支架姿态的监测,为矿井智能工作面的建设作出一定的贡献。     

一种采用红外制导的智能飞行器设计

提出了一种空中智能姿态调整飞行器的设计方案。该方案采用STM32F4系列芯片单片机作为主控制器,飞行器的设计结合了陀螺仪、涵道、舵机、红外线传感器等器件。该飞行器具有制导能力,可在空中调整飞行姿态。     

2012年装备制造业热点及机床市场分析

2012年装备制造业热点所谓热点,并不一定代表利润,但却是企业谋划长远、占据发展制高点所必须关注的,也是各项政策大力扶持,确保国家宏观发展战略的核心任务.据悉,七大战略性新兴产业之一的高端装备制造业"十二五"规划即将发布,重点方向包括航空装备、海洋工程装备、轨道交通装备、卫星制造装备及应用、智能制造装备等五大领域.这五大领域无疑将成为2012年装备制造业的发展热点.此外,日本福岛核事故之后即将解禁的核电发展规划也将成为热点领域.     

城市共享单车智能管控技术研究

共享单车在满足人们便捷短途出行的同时,也带来了挤占公共空间、停放杂乱等问题。针对现有共享单车投放使用过程中存在的问题,提出一种全程管控新思路,通过智能硬件,实时监测单车的骑行状态,并对单车的停放和运维实施有效监测。结合物联网及智能无线充电技术,使共享单车真正做到安全使用、合理停放和有效管控。     

高精度激光通信小卫星星座仿真平台设计

针对小卫星星座中卫星间激光通信的要求,提出了一种高精度激光通信小卫星星座仿真平台,该平台由两个模拟卫星和一个控制中心组成.模拟卫星以高精度三轴气浮转台为卫星平台,由星务计算机和各种星上姿态敏感器及姿态执行器构成,高精密气浮转台为卫星提供仿真工作环境,星务计算机、姿态敏感器及执行器为卫星平台实现高精度的指向提供了保障.该仿真平台可根据任务需要进行双星主从控制、双星协同控制、三星主从控制、三星协同控制和单星故障控制仿真,仿真结果表明,提出的仿真平台可以满足小卫星星座激光通信的要求,为下一步深入研究小卫星星座激光通信及小卫星星座智能控制技术提供了参考依据.     

深海潜标系统电池舱的设计与分析

针对深海潜标系统观测仪器,设计了一种径高比满足黄金分割比的电池舱.按照压力容器设计准则,对这一深海潜标系统电池舱进行了选材、强度计算和稳定性校核,应用Workbench有限元软件对电池舱的强度和稳定性进行了模拟分析,确认电池舱满足水下承压20 MPa的要求.应用这一电池舱,可以使深海潜标系统观测仪器具备长时间工作的能力...     

基于导纳控制的轮椅姿态柔顺调节方法研究

针对目前多姿态智能轮椅姿态调节舒适性差且存在安全风险的问题,提出一种基于导纳控制的轮椅多姿态柔顺控制策略.首先,基于人体生物力学,分析和获取了人体姿态调节过程中的舒适姿态及人-座椅面压力分布图.其次,采用DH参数法对轮椅座椅姿态调节机构进行运动学建模,并以此为基础,以位置环为内环反馈,建立人-座椅面压力外环驱动的导纳控制策略.最后,构建了基于CoppeliaSim和MATLAB的可视化仿真,建立轮椅姿态调节机构的URDF模型,采用LuaSocket实现MATLAB和CoppeliaSim间的通信,进行联合仿真.仿真结果表明轮椅在姿态调节过程中,人与座椅面间的压力变化平稳,可以自适应地调整其位姿,使用结束后能及时回到初始位姿,验证了该方案的可行性与有效性.     

旋转式自行车停放装置的设计

为解决自行车停放占地的问题,设计了一种旋转式自行车停放装置。这一装置由12套助力连杆机构和1个旋转承载盘组成,助力连杆机构实现自行车的竖直停放,旋转承载盘实现停车装置自身的自由旋转。对所设计的自行车停放装置进行停取车过程力学分析与停放后旋转力学分析,确认这一装置使用时省力,且自行车停放后可处于自锁状态。此外,这一自行车停放装置还具有结构简单、使用方便、空间利用率高等特点。