航电系统SCI环型互连的计算机仿真建模

研究可扩展一致性接口 SCI环型互连的计算机仿真问题。作为未来一代航电系统的首选技术 ,SCI互连系统性能的优劣直接影响到飞行器的质量 ,对其性能的评价因此显得尤为重要。文中按照计算机仿真建模的一般方法 ,从 SCI协议的基本原理出发 ,建立了接口和节点模型 ,解决了并发数据交互的仿真时序问题 ,给出了 SCI环型互连的系统仿真模型 ,并通过例子对仿真模型的有效性进行了验证     

DTN协议在空间信息网络中的应用研究

针对空间信息网络具有的子网异构、拓扑易变、链路传输延迟大、误码率高等特点,研究了适用于其中的延迟/中断容忍网络(Delay/Disruption Tolerant Network,DTN)协议。首先阐述了CCSDS DTN协议应用于空间网络互联服务的体系结构,介绍了当前支撑空间DTN应用的Bundle、LTP等多种主要的空间信息传输协议及其特性。针对我国空间信息网络的特点,分析了我国现阶段对CCSDS DTN协议体系的应用需求,提出了适于我国实际的基于CCSDS DTN的空间信息网络协议体系设计构想,同时给出了火星探测场景实例;最后搭建了网络实验仿真平台,用以验证分析DTN相关协议在空间通信中的有效性和优越性。仿真效果直观可信,可为我国空间信息网络建设提供仿真依据和理论参考。     

一种基于多代理的传感器网络IPv6地址配置协议

为了更好的发挥无线传感器网络的效能,方便与 Internet的互联,需要实现无线传感器网络IP地址的自动配置.因为IPv6可以提供大量网络地址,更符合无线传感器网络要求地址数量较多的这个特点,所以本文针对无线传感器网络提出了一种基于多代理的IPv6地址自动配置协议SNMAAP,通过在网络中使用地址代理,不仅可以使节点在很短的时间内获得可用地址,而且也降低了地址出现冲突的概率和网络开销.在OPNET仿真平台上对SNMAAP协议以及两种地址配置协议IPv6 Stateless Autoconfiguration协议和MANETconf协议进行了仿真,实验结果表明在相同条件下SNMAAP协议不仅保证了地址的唯一分配,协议的开销、延迟和重复检测开销也均较小.     

SCI环平均消息延迟的初步研究

SCI环采用缓冲器插入技术,允许环中存在多个消息并发传输的情况,这给SCI环的数学建模带来了困难,文中根据排队理论,对SCI环的平均消息延迟进行分析,给出平均消息延迟与吞吐量的数学表达式。     

在箭载电气系统应用中对IEEE1588同步协议的研究与改进

箭载电气系统网络需要进行严格时钟同步。在分析箭载环境对时钟同步协议影响的基础上,从主从延迟、报文交换流程、时钟校正算法等方面对IEEE 1588V2.0时钟同步协议进行了研究与改进,使用了透明时钟并提出了滑动时窗的老化滤波算法来对从时钟相位偏移和频率偏移进行校正。在Simulink中使用Simevents工具箱搭建了箭载网络模型,对简化网络拓扑、单机内部模块进行了建模,完成了对改进IEEE 1588同步协议的仿真验证与定量分析,为指导工程实践提供了有力支持。     

海上无人船自组网随机接入仿真研究*

海上无线通信具有传播环境复杂、多径干扰、信号衰减和时延较大等特点,传统的通信传输系统无法满足无人船之间、岸船之间稳定可靠的通信业务需求。针对海气界面组网观测中以无人船为核心的快速机动组网协同观测任务,研究基于信道感知的无人船自组网随机接入协议,采用优先级机制满足海上环境下网络负载较大时敏业务的低延迟传输需求,为无人船组网观测信息传递提供可靠性和实时性保证。终端采用一发多收机制提高数据传输成功率和网络系统吞吐量。最后,基于OPNET搭建仿真网络模型,从接入成功率、平均端对端时延、系统吞吐量等方面仿真分析所设计的随机接入协议性能。     

CFDP协议中延迟NAK文件传输时间分析与仿真

未来的深空通信需要一个鲁棒的、有效与可靠的文件传输协议,在研究CCSDS提出的CFDP协议基础上,针对延迟NAK模式提出了一种新的分析方法。在保证吞吐量的前提下,对ARQ定时器优化设置,导出了平均文件传输时间的理论表达式。在单跳直连链路中,对不同条件下的平均文件传输时间进行了仿真与数值分析。仿真结果表明平均文件传输时间与PDU错误概率、PDU数目及单向传播时间等有密切关系。随机仿真与理论分析具有很好的一致性。     

移动卫星网络仿真验证系统研究

移动卫星网络具有网络节点动态、多波束大覆盖、信息接入机动灵活、卫星节点处理能力受限等特点,目前现有的通用网络仿真软件很难模拟真实的卫星通信网络环境。构建一个移动卫星网络仿真验证系统,包括主控模块、仿真核心模块,以及HLA/STK接口模块等。通过典型案例设计和分析,仿真验证了卫星网络链路层和网络层协议,给出吞吐量、通信时延等仿真结果,从而证明该系统可以为卫星网络的关键技术研究提供有效的网络模拟环境。     

CFDP中延迟NAK双重传方案的验证与分析

基于CFDP协议中的延迟NAK型可靠传输模式,提出了一种改进方案,并对其进行了数学建模分析.在文件传输时间与吞吐量之间做了一个合理的折衷,方案把整个文件传输分为初次发送与重传两个阶段,通过仿真验证了该方案的性能,确定了仅对丢失或错误的PDUs连续重传两次的策略,推算了双重传延迟NAK型模式下的平均文件传输时间,并与传统的延迟型NAK做了比较.仿真结果表明该方案在文件传输时间方面优于传统延迟型NAK模式,非常适合连接时间短、长传播时延及丢包率高的场景.     

CFDP协议中延迟NAK模式的一种改进建议

本文基于CFDP协议中的延迟NAK型可靠传输模式,提出了一种改进建议,并对其进行了数学建模分析。在文件传输时间与吞吐量之间做了一个合理的折衷,建议把整个文件传输分为初次发送与重传两阶段,采用仅对丢失的PDUs连续重传2次的策略,推算了双重传延迟NAK型模式下的平均文件传输时间。通过随机仿真验证了该建议的正确性,仿真结果表明该建议非常适合长距离、高丢包率及链路连接时间短的场景。     

航电系统中SCI环型互连网络的可靠度分析

航空电子系统是典型的分布式实时控制系统。文中根据航空电子系统分布式的特点 ,结合 ICD接口数据文件对消息流的规约 ,建立了航空电子网络的基于消息的源 -目的可靠度 ,针对单环和双环 SCI系统进行了可靠度分析 ,并对如何提高系统的可靠性进行了论述。     

Small carry-on impactor of Hayabusa2 mission

A Japanese spacecraft, Hayabusa2, the successor of Hayabusa, which came back from the Asteroid Itokawa with sample materials after its 7-year-interplanetary journeys, is a current mission of Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) and scheduled to be launched in 2014. Although its design basically follows Hayabusa, some new components are planned to be equipped in Hayabusa2 mission. A Small Carry-on Impactor (SCI), a small explosive device, is one of the challenges that were not seen with Hayabusa. An important scientific objective of Hayabusa2 is to investigate chemical and physical properties of the internal materials and structures. SCI creates an artificial crater on the surface of the asteroid and the mother spacecraft observes the crater and tries to get sample materials. High kinetic energy is required to creating a meaningful crater. The SCI would become complicated and heavy if the traditional acceleration devices like thrusters and rocket motors are used to hit the asteroid because the acceleration distance is quite large and guidance system is necessary. In order to make the system simpler, a technology of special type of shaped charge is used for the acceleration of the impact head. By using this technology, it becomes possible to accelerate the impact head very quickly and to hit the asteroid without guidance system. However, the impact operation should be complicated because SCI uses powerful explosive and it scatters high speed debris at the detonation. This paper presents the overview of our new small carry-on impact system and the impact operation of Hayabusa2 mission.     

基于螺旋理论的环形桁架式可展天线构型综合

基于螺旋理论针对环形桁架式可展天线机构的构型综合问题进行研究，首先概述基于螺旋理论的约束综合法，然后分析环形桁架可展天线机构的收展原理，将环形桁架机构分为上下环形边两部分，通过综合环形边机构并连接上下环形边便可得到环形桁架机构；采用移动副(P)来描述各个节点花盘的运动特性，通过基于螺旋理论的约束综合法针对环形边支链机构进行分析与综合，得到了16种约束支链机构，通过分析与优选得到了两种约束支链机构；采用综合得到的约束支链机构组合得到了环形边链路机构并通过连接组合与推演得到了四种环形桁架可展开机构；最后针对综合得到的四种环形桁架机构在Solidworks软件中进行了三维建模与运动仿真，校验了各机构的可展性。本文的研究为可展天线机构的构型综合提供了一种新思路，综合得到的几种环形桁架机构在空间可展开天线领域具有较好的应用前景。     

环件轧制参数与质量关系研究

在分析环件加工过程的运动和受力的基础上,定义了环件的端面平整度和外圆的圆度误差作为环件质量的表征参数。通过仿真,分析了环件轧制过程中芯辊进给速度、驱动辊转速和上锥辊进给速度与环件质量之间的关系。仿真结果为环件轧制工艺参数定义提供了参考。     

小子样下导电滑环磨损失效仿真的可靠性评估研究

针对滑环失效数据较少的特点，构建导电滑环磨损失效模型，结合小子样数据处理法和随机性理论对滑环摩擦副进行可靠性评估研究。首先，考虑滑环摩擦副在热力电多场耦合环境下的特点，应用传热学、赫兹理论、能量守恒定律量化多场耦合对滑环摩擦副的影响，再结合Archard模型理论构建导电滑环摩擦副磨损失效模型。然后，采用小子样数据的虚拟增广法和Boot-strap法对仿真数据进行扩展，根据滑环磨损特征量分布规律分别得到随机失效阈值与固定阈值下的可靠度函数曲线，以某厂制造的导电滑环为例，进行滑环摩擦副可靠性评估，实验结果表明随机失效阈值下的可靠度与实际更接近。研究表明所构建的磨损模型和方法可以有效地对导电滑环进行可靠性评估，避免了传统的必须依赖大量试验数据的方法，解决了缺少滑环试验数据而难以进行可靠性评估的问题，填补了导电滑环可靠性研究的空白。     

How the science and engineering of spaceflight contribute to understanding the plasticity of spinal cord injury.

Space programs support experimental investigations related to the unique environment of space and to the technological developments from many disciplines of both science and engineering that contribute to space studies. Furthermore, interactions between scientists, engineers and administrators, that are necessary for the success of any science mission in space, promote interdiscipline communication, understanding and interests which extend well beyond a specific mission. NASA-catalyzed collaborations have benefited the spinal cord rehabilitation program at UCLA in fundamental science and in the application of expertise and technologies originally developed for the space program. Examples of these benefits include: (1) better understanding of the role of load in maintaining healthy muscle and motor function, resulting in a spinal cord injury (SCI) rehabilitation program based on muscle/limb loading; (2) investigation of a potentially novel growth factor affected by spaceflight which may help regulate muscle mass; (3) development of implantable sensors, electronics and software to monitor and analyze long-term muscle activity in unrestrained subjects; (4) development of hardware to assist therapies applied to SCI patients; and (5) development of computer models to simulate stepping which will be used to investigate the effects of neurological deficits (muscle weakness or inappropriate activation) and to evaluate therapies to correct these deficiencies.     

卫星对接环减振装置设计与验证

针对相同平台卫星不能满足多种运载力学环境的问题,设计了一种对接环减振装置并进行了试验验证。首先通过分析卫星对接环功能特点,结合金属橡胶材料减振方式,设计了对接环减振装置,构建了卫星-对接环减振系统的动力学模型;然后通过正弦与随机振动试验验证了设计的有效性;其次,将对接环减振装置进行了有限元分析,将有限元分析结果与试验结果进行对比,验证了分析模型的正确性;最后,将所设计的对接环减振装置应用于环境减灾二号(HJ-2)卫星中,通过整星动力学分析验证了该装置的应用效果。     

液体火箭发动机超高转速泵浮动密封环研究

浮动密封环作为非接触式液体间隙密封,具有密封压差大、泄漏量较小、能自动调心和对中、理论上无磨损、对转子有辅助支撑作用等优点。但它在工作时受力状态很复杂,液膜形成和最小液膜厚度的大小受到许多因素的影响,泄漏量的计算与普通工作状态有较大的差别。本文通过对一些重点因素的分析研究,结合产品在不同工作转速和介质中的试验情况,提出了浮动环的工作模式,确定了最小液膜厚度和泄漏量的计算方法和在结构设计和产品生产过程中应重点考虑的问题。