微纳型空间相机被动式隔振系统设计

为了改善某型号微纳型空间相机在发射阶段的振动环境并避免相机发生破坏,针对微纳型空间相机的任务需求设计了一种被动式隔振系统.首先,对相机隔振系统进行了建模,研究了隔振系统的响应特性.然后,通过对隔振系统振动的耦合模型进行分析计算,实现了振动解耦并与传统分布形式进行了对比分析.根据相机结构参数和隔振系统模型,对被动式隔振器...     

金属橡胶减振器在同轴两反空间相机中的应用

为了减少振动对同轴两反空间相机的影响,研究了金属橡胶减振结构及同轴两反空间相机的随机振动响应.分析金属橡胶结构的力学模型,研制出串联金属橡胶减振结构,建立空间相机的有限元模型并进行模态分析和随机振动响应分析;最后,通过正弦扫频试验和随机振动试验验证有限元分析的准确性.试验结果表明,装配有金属橡胶减振器的同轴两反空间相机...     

主动构件等效机电耦合动力学模型及其特性研究

介绍了一种采用压电元件作为致动器和传感器的集成式智能主动构件。提出了一种将复合静态刚度和无网格相结合的方法,基于力学等效思想,利用虚功原理和Galerkin方法建立了主动构件的等效机电耦合动力学模型,并对该模型进行了数值仿真,验证了该模型的正确性;另外,对该构件的致动特性和传感特性进行了仿真分析与实验研究,结果表明：该压电智能主动构件具有输出位移大、驱动电压低、稳定性高以及传感特性良好等优点,适用于空间大型柔性结构的振动主动控制。     

大口径空间相机像质的微振动频率响应计算

由于大口径空间相机对空间环境变化和卫星内部振源引起的微振动十分敏感,本文研究了影响成像质量的微振动频率响应的计算方法,以改善相机的在轨动态成像质量。该方法通过实际光学模型取代线性光学模型,建立微振动光机集成模型,从而计算影响成像质量的微振动频率响应。首先,建立大口径空间相机有限元模型,进行结构频率响应计算,得到采样频率点的光学表面节点位移和相位。然后,通过蒙特卡洛分析方法,建立微振动光机集成模型,以均方根光学系统动态传递函数和视轴漂移衡量大口径空间相机动态成像性能。最后,研制了大口径空间相机力学样机,对其进行了振动试验,验证了有限元模型的正确性。试验结果表明仿真结果与试验结果接近,误差均在5%以内,满足大口径空间相机动态成像质量分析的要求。     

振动能量回收减速带建模与动力学特性研究

为了开发应用振动能量回收减速带,分析振动能量回收减速带参数与汽车悬架参数的耦合特性机理。首先分析了液压式振动能量回收减速带的工作原理;其次,研究了减速带的动态模型激励函数,并建立二自由度车辆—换能器模型,并从换能器的作用机理入手,通过复模态理论分析车辆—换能器的振动模型动力学特性;最后,依据振动能量回收减速带与汽车悬架系统的耦合动力学模型,对采用不同参数的振动能量回收减速带对汽车运动特性的影响进行了分析;并从回收能量潜能大小的角度分析了汽车悬架参数对振动能量回收减速带运动特性的影响。为振动能量回收减速带的设计提供了理论参考。     

刨煤机系统纵向振动与刨头斜切碰撞振动耦合特性研究

为了更精确研究斜切进刀工况下刨煤机系统动态特性,考虑刨头与滑架体之间的间隙,推导了斜切工况下刨头与滑架体的碰撞接触条件,建立了刨头接触碰撞动力学模型,推导了间隙条件下的刨刀截割阻力,以此为外激励模型,构建了刨煤机系统纵向振动与刨头碰撞振动耦合模型,采用数值分析方法对耦合模型进行求解。分析了不同刨速下刨煤机系统的动力学特性,并与改进前动力学模型的计算结果及试验测试结果进行了对比分析,结果表明,文中方法提高了动力学模型的计算准确度。     

高速织机经纱振动特性分析

针对经纱振动影响织机织造性能的问题,对高速织机织造过程中经纱的横向与纵向耦合振动进行了研究,建立了经纱横向和纵向振动的耦合动力学模型,通过采用弹性力学方法和非线性振动方法对经纱运动的波动过程进行了分析,针对织造过程中的经纱黏弹性本构关系,选用了Kelvin模型,根据牛顿定律建立了经纱横向与纵向的振动微分方程。并利用Galerkin方法离散运动方程,分离时间和空间变量,将复杂的偏微分方程转化为常微分方程,采用四阶龙格库塔方法和Matlab,仿真分析了经纱横向振动和纵向振动特性以及经纱参数对经纱振动的影响。研究结果表明:在经纱织造过程中,对于小振幅的经纱耦合振动,经纱纵向振动几乎不影响横向振动,通过改变相应的经纱参数能够有效地降低经纱振动频率,有效地防止了经纱断纱,为经纱有效振动控制提供了理论基础。     

引入橡胶衬套的车辆七自由度振动模型分析

基于经典七自由度振动模型,通过构建橡胶衬套力学特性的模型,建立了引入橡胶衬套静态、动态力学特性模型的七自由度振动模型,通过MATLAB建立其数学模型并进行仿真。将经典七自由度振动模型与引入橡胶衬套静态、动态力学特性模型的整车振动模型对整车平顺性指标的影响进行分析,研究橡胶衬套特性与平顺性的关系。依据试验车型SUV的平顺性试验数据,对两种整车振动数学模型进行计算分析,并与试验数据作对比,验证了引入橡胶衬套静态、动态力学特性模型的整车振动模型的精确性。     

行星齿轮传动系统刚柔耦合建模及故障特性仿真研究

针对某型坦克行星变速箱的K3行星排,为了研究故障齿轮对行星传动系统的动态特性影响,运用SolidWorks、Adams及ANSYS软件,建立其刚柔耦合动力学模型并进行联合仿真分析,验证了刚柔耦合模型相对于纯刚体模型在时域、频域上的振动响应;通过分析危险节点应力变化曲线,得到应力极大值时刻等效应力分布云图;阐明了轮齿剥落...     

刚柔耦合车辆动力学动态响应分析

为了分析弹性车体结构振动特性及对曲线通过能力的影响,用运多体动力学建模仿真软件SIMPACK分别建立某型动车组刚性动力学仿真模型和柔性车体与刚性走行部耦合动力学仿真模型,通过对两种模型的垂向和横向动力学动态响应进行比较和分析。结果表明,刚柔耦合模型车体振动加速度均方值(RMS)和Sperling指标均较多刚体模型大,曲线通过能力减小。     

遥感相机对空间动力学干扰源的响应分析

航天相机在空间运行过程中,受到许多动力学干扰源的作用,这些干扰源如何影响相机的成象质量是一个倍受关注问题,而透彻分析动力学干扰源并掌握相机光学系统在动力学干扰源作用下的响应是解决这一问题的前提。本文对空间动力干扰源进行了详细分析,建立了飞船和相机系统的有限元模型,计算相机及其光学系统在空间动力干扰源作用下的响应。     

遥感相机姿态控制轴的动平衡结构设计与验证

多个遥感相机固定在一颗遥感卫星上,调整其中一个遥感相机工作姿态的反作用力产生的角动量会改变遥感卫星的姿态,进而影响其他遥感相机的工作姿态。为了在遥感相机姿态控制轴内自平衡该角动量,减小影响,设计了一种遥感相机姿态控制轴动平衡机械机构。该机构主要由一个驱动电机、一个主轴、一个传动齿轮系、一个增速器及一个角动量平衡轮组成。机构工作时,电机转子驱动主轴带动遥感相机姿态控制轴调整相机姿态,同时,电机定子的反作用力通过传动齿轮系、增速器逐级传递,驱动角动量平衡轮旋转。通过调整角动量平衡轮的质量放大比或者增速器的增速比可得适当量值的平衡轮角动量,实现机构内部动平衡。基于角动量守恒定律和理论力学基本原理,证明了机构设计的正确性。最后,建立了遥感相机姿态控制动平衡机构的三维动态仿真模型,根据机构的实际参数,设定了机构的仿真参数,在给定负载的条件下进行了仿真验证和结果分析,进一步验证了设计的可行性。     

星敏感器和遥感相机主光轴交联角的在轨检校

为了提高遥感影像产品的定位精度,研究了星敏感器主光轴和遥感相机主光轴交联角的在轨检校方法。利用高分辨率卫星遥感影像的严格成像模型,将改进的非直接求解模型引入到遥感相机安装误差的标定中,提出一种对遥感相机内外方位元素进行统一检校的方法,实现了星上姿态确定系统和遥感相机之间系统误差的精确补偿。对来自遥感卫星的整轨遥感图像进行处理,利用最优化模型确定遥感相机和星敏感器姿态关系矩阵,进而检校出交联角。最后,利用单像对地目标定位原理,对检校精度进行了验证。实验结果表明,校正后地面点经纬度方向平面位置RMS误差分别为9.31 m和9.28 m,显示通过内外方位元素统一检校,遥感图像的定位精度得到显著提高。     

空间机械臂锁紧机构等效线性化分析及验证

空间机械臂的锁紧机构刚度特性具有非线性特征,在开展整臂动力学分析时需要对其进行等效线性化处理,故本文提出了一种基于六维刚度等效的线性化方法并进行了分析验证。建立了锁紧机构单机在预紧状态下的非线性模型,通过非线性计算获取了锁紧机构各向刚度数值,并将其提供给用于模拟锁紧释放机构的BUSH单元。对机械臂整体模型进行了模态分析以及频率响应分析。结果表明:整臂前三阶固有频率为89 Hz、92 Hz和96 Hz,和试验结果最大相差为3%;各组件加速度响应分析结果与试验结果吻合较好,最大相差为8%,证明了提出的线性化方法的有效性。该方法考虑了各向刚度之间耦合关系,并且不必逐一处理锁紧机构接触面,有较强的工程实用价值。     

高速CCD图像数据光纤传输系统

本文提出了一种多路高速CCD图像数据光纤并行传输系统,并应用于空间遥感相机中。设计并实现了单路有效数据率最高可达1.28Gbps的光纤传输通道。阐述了系统设计思想,光纤传输通道结构,并对其中的关键技术高速总线接口、高速串行光电接口等进行了详细分析。实际完成了5通道TDICCD图像数据光纤并行传输系统,总有效数据率高达5.7Gbps。通过实验证明该系统工作稳定可靠,实时传输效果好,无误码,满足了高速多通道CCD图像数据的高速率,远距离传输要求。     

遥感航天器在轨结构微变形光纤监测技术发展综述

对地、对天观测航天器在深空和极地探测、军事侦查、国土资源测绘、地质与农业灾害监测、海洋观测、气象观测和环境监测等系关国民经济社会发展的重要领域都发挥着关键作用。遥感航天器在轨结构受空间极端温度变化、重力、碎片冲击和疲劳等因素作用会产生微变形,在轨微变形监测对保障遥感航天器功能指标实现和系统可靠性及寿命有重要作用。光纤监测技术被视为最具潜力的遥感航天器在轨监测技术之一,经过近30年来的研究发展,正在从实验室研究向工程应用演进,但是目前存在若干问题限制了该技术的应用发展,亟待探讨解决方法。为此,梳理了遥感航天器结构微变形监测的主要技术,分析了光纤监测的主要技术类型、技术优缺点、微变形场重建算法、在轨适用性和典型应用案例,指出了需要研究解决的关键问题和未来发展方向。     

空间遥感相机热控设计中的热分析与热试验技术的探讨

通过某空间遥感相机模样热分析与热试验结果的比较,发掘出目前我们在这两方面工作中存在的问题。阐明热分析与热试验有机结合的重要性,并就如何提高热分析与热试验水平提出一些建议。     

TDICCD交错拼接的精度检测

摘 要：焦平面组件是遥感相机的重要组成部分,TDICCD的交错拼接可以获得大尺寸的焦平面。由于TDICCD交错拼接的焦面长度一般较长,常规的检测方法很难获得准确的检测结果。故采用对拼接TDICCD像元直接监测的方法,使用直线度小于2μm/m的气浮导轨,搭载显微系统对像元进行空间位置检测。并对已经完成拼接的600mm长焦平面进行了精度的检测,得到的检测结果误差小于3μm。根据遥感相机地面成像试验所得到的图像研究分析,图像反映的拼接精度与检测所得到的结果吻合,从而验证了检测结果的准确性及检测方法的可行性,实现了长焦平面的高精度检测。     

超声波/声波钻探器的设计与试验

为了满足深空探测中钻探取样的需求,提出了一种基于超声波/声波能量耦合机理的新型钻探器,对其进行结构动力学分析和参数化设计.考虑接触边界条件,建立了超声波/声波钻探器冲击动力学模型,利用显式算法对钻探过程中的应力分布进行了分析.根据分析结果确定了设计方案,对压电换能器进行了模态试验,并利用高速摄影系统对自由质量的运动进行分析,对样机进行了钻探试验,得到了相应的钻探性能,初步得到了自由质量的运动规律与钻探性能的关系.试验结果表明,通过配备恰当的自由质量,可以获得较好的钻探效果,在深空探测方面具有一定的实用价值.     

空间相机温度-离焦特性分析与试验

为了提高空间相机在不同温度条件下的成像质量,本文建立了空间相机光-机-热集成分析模型,以此模型为基础,对系统的温度-离焦特性进行研究,得到了相机温度调焦曲线,并开展了热光学试验。首先,分析了温度变化对光学系统的影响,特别是对最佳像面位置的影响,得到了相机离焦量与光学元件参数的关系;介绍了光机热集成分析的一般方法,即将热分析的温度场,经过映射,作为结构分析的边界条件,然后进行结构有限元的热弹性分析,通过对变形结果中光学元件曲率和刚体位移做拟合,得到敏感因素的温度-离焦敏感度矩阵;在此基础上得到了相机温度调焦曲线;最后,开展了相机热光学试验。试验结果表明,基于集成分析结果的温度调焦,空间相机在20℃±8℃内的最大误差小于0.1mm,基本满足相机在轨自动调焦的要求,并指出了进一步提高相机温度调焦精度的方法。