基于区域网格化的空间目标光学特性计算方法

为了精确计算空间目标光学特性,基于区域分解和网格划分的方法建立了空间目标光学特性计算模型。首先把目标表面分解为若干材料属性单一且易于数学描述的区域;对划分后的区域进行网格划分;对划分后的网格面元进行遮挡与掩蔽分析,给出有效面元的判断准则;最后结合表面材料的双向反射分布函数建立了目标的光学特性计算模型。为了验证计算模型的精确性,搭建了空间目标缩比模型测量平台。当入射天顶角为10°、20°和30°时,缩比模型理论计算结果与实验测量数据的相对均方根误差分别为8.89%、9.39%和8.00%,均小于10%,验证了所建目标光学特性计算模型的准确性。     

大型载人航天器电缆网铺设工艺优化方法探究

以某大型载人航天器的电缆铺设工作为背景,针对电缆数量庞大、分支繁多、布局复杂的情况,在现行的三维模型指导总装的模式下,运用三维虚拟仿真技术和信息提取与模型二次开发的手段,提出了一种电缆网铺设工艺优化的思路和方法,用以降低复杂电缆网铺设工作的难度,提高铺设效率,可以为大型复杂航天器电缆铺设工作提供借鉴。     

基于样条曲线法的柔性电缆长度设计

电缆设计好坏逐渐成为复杂机电产品装配质量的关键因素,但是由于其复杂的大变形特性,在布线设计中极易造成电缆长度设计的不合理。针对这一问题,提出一种基于样条曲线拟合思想的电缆长度快速设计方法。首先基于电气连接图给出的电缆布线关键点位置信息,结合三次多项式样条曲线拟合方法建立电缆中心线的形态。然后,结合弧长积分和梯形数值积分方法,在Visual Studio环境下开发了电缆长度积分模块。最后,以一电缆束布置为案例,验证了电缆长度设计方法的可行性。结果表明,所提出的电缆长度设计方法简单有效,为电缆的数字化设计与装配奠定了良好的技术基础。     

一种电缆组件复杂度的数学建模及评估方法

针对电缆组件复杂程度描述方法的空缺、难以快速识别出电缆网中复杂电缆组件的问题,提出了电缆组件绝对复杂度和相对复杂度的概念,采用邻接矩阵存储方法对电缆组件的数据进行记录,引入Floyd算法对电缆组件相对复杂度进行了计算,建立了电缆组件复杂度的评估方法。应用提出的电缆组件复杂度的数学建模及评估方法,对某航天器整器电缆网设计进行了复杂度的识别和评估,以降低电缆组件复杂度为目标对电缆组件进行了优化。结果表明,该方法可以给出衡量电缆组件复杂程度的定量指标,快速识别出电缆网中的复杂电缆组件,可为电缆组件的优化设计提供参考。     

航天器屏蔽电缆的电磁兼容性设计

文章首先给出了航天器电缆的电磁兼容性(EMC)设计准则,分析了屏蔽电缆的屏蔽皮接地原则和原理;讨论了多根屏蔽电缆束外加整体屏蔽的作用及注意事项,给出了几种常用的屏蔽皮接地设计方式以及屏蔽性能优劣对比,指出目前国内航天器电缆常用屏蔽皮接地方式的不足;最后通过某微波遥感卫星上电缆屏蔽设计的应用案例,阐述了如何通过电缆屏蔽设计解决航天型号研制中的电磁兼容问题,为航天器电缆网电磁兼容设计提供了经验参考。     

卫星质量特性的CAD集成分析

卫星质量特性是卫星总体设计中的一个重要参数,计算极为烦琐,常易出错。本文介绍了利用卫星三维CAD布局模型或模装模型,通过程序语言直接从模型中提取各种装配信息,在CAD集成环境下进行卫星质量特性计算的一种新方法。概述了卫星质量特性分析的特点,列出了执行质量特性分析所必须的公式,介绍了用EUCLID语言提取装配体信息的主要方法。最后以SJ—5为例,给出了用SATMASS软件分析计算的结果。几年来,该软件已在各种空间飞行器的研制中得到应用。     

渐开线齿轮根应力的有限元分析

根据齿轮啮合原理,建立了轮齿的精确齿形。综合分析影响齿根应力的重要因素的基础上,创建了精确的三维动态有限元模型,计算出齿根危险截面测点的应力。最后,将计算结果与权威标准进行对照,证明了模型的正确性。     

仿真技术在球阀特性研究中的应用

航天领域火箭发动机上的球阀性能要求高、工作条件恶劣,对球阀流场分布特性、流量系数特性和力矩特性的研究一直是关注的焦点,要得到较为精确的计算结果又节省大量试验经费,对球阀流场进行仿真研究是有效途径.以液体火箭发动机用球阀为例,建立了三维稳态仿真数学模型并进行仿真计算,然后与试验结果进行比较,验证了计算模型的正确性.     

卫星矩阵式电缆机电联合优化设计

针对目前矩阵式电缆设计周期长、质量相对较大、长度难以估算的问题,文章提出了机电联合的设计方法。该方法包含模型建立、长度评估和优化算法3部分。首先,通过接口电路建模和轻量化三维路径建模,将图形化设计与参数化设计相结合;其次,通过梳理各分支点之间的数学逻辑关系,实现了电缆长度即时估算;最后,针对接点分配设计环节,提出一种自动迭代优化设计算法,进一步提高了设计效率和品质,并对影响算法复杂度的因素进行了分析。以某卫星为例,对优化设计方法进行了验证。结果表明:此方法可以有效缩短设计周期,并且电缆长度较优化前减少约8%。     

基于Pro/E软件的卫星三维布局与电缆的协同设计

针对传统卫星电缆网设计不够精准且效率偏低的局限,基于Pro/E 软件二次开发了“卫星三维布局与布线专家设计系统”,包括软件架构、系统建模、布局设计和电缆设计等模块。该系统已应用于卫星研制,实际证明可有效解决传统卫星三维布局与电缆网协同设计问题,实现卫星电缆三维设计。     

航天器低压差分信号线束的电磁兼容性分析

航天器有效载荷设备之间的高速率数据信号通过低压差分信号（LVDS）线束进行传输,因此,LVDS线束的电磁兼容性（EMC）对系统产生直接影响。文章首先通过专用的电磁兼容性仿真软件对航天器实际结构中的1对低压差分信号线束的传导特性进行了分析,之后,基于该分析结论,对由12对线束构成的设备间线束捆的串扰特性、外界电场辐射下线束的抗扰特性进行了分析。频域和时域仿真结果验证了文章所述航天器低压差分信号线束布局的合理性,为将该成果进一步推广至航天器系统级线束布局及优化奠定了基础。     

真空环境下航天器电缆温升模型试验研究

航天器电缆温度过高会造成电缆的损毁,影响整星供电安全。文章中设计并进行了真空环境下电缆温升试验。参考电缆的辐射温升公式对试验数据进行了分析,并采用最小二乘法对试验数据进行辨识得到了电缆温升模型。仿真表明模型预计电缆温度与试验温度相差较小,可应用于航天器电缆网的优化设计、航天器在轨负载平衡以及航天器功率电缆的反时限保护。     

基于模糊神经网络的飞船GNC分系统故障诊断

研究了基于模糊神经网络的飞船GNC分系统的故障诊断方法,提出了重构新的激励函数并附加动量因子的改进BP算法,采用了由输入层、输出层、隐含层和量化层组成的一种4层前向模糊神经网络,通过Ⅱ型隶属度函数完成输入模糊化。建立了基于模糊神经网络的GNC分系统故障诊断系统,实验验证了改进BP算法以及该诊断系统的正确性和有效性。     

航天器机动时DGMSCMG磁悬浮转子干扰补偿控制

双框架磁悬浮控制力矩陀螺（DGMSCMG）具有寿命长、综合效益好等突出优势,但航天器机动时,航天器及DGMSCMG内、外框架系统的转动均导致磁悬浮高速转子产生一定的耦合运动,影响磁悬浮转子系统的稳定性,同时使输出力矩精度下降,从而严重影响航天器姿态控制的精度。本文建立了基于DGMSCMG的航天器动力学模型,分析航天器、外框架、内框架、磁悬浮转子四者之间的动力学耦合关系。针对磁悬浮转子的非线性耦合干扰,提出一种基于复合控制的补偿方法,通过磁轴承产生相应的电磁力,对陀螺耦合力矩和惯性耦合力矩进行补偿控制。仿真结果表明,干扰补偿控制能有效抑制航天器及框架对磁悬浮转子的耦合干扰,也有效提高了磁悬浮转子系统的稳定性。     

网状天线的反射面形状精度调整

随着宇航事业的发展，网状展开天线的尺寸越来越大，对形面精度要求越来越高（特点是高频段），必须采用网面精度调整技术以满足反射面的精度要求。本文就辅助牵引面式网面精度调整技术的理论分析及调整方法进行了探讨，给出了网面形状精度调整的基本理论公式及调整步骤，并对某样机进行了调整计算。计算结果表明，文中的分析、公式、方法是正确的，可行的。     

基于磁场梯度张量的航天器内部多磁场源探测技术

基于磁场梯度张量的探测技术具有高分辨率、高精度等优点,是航天器多磁源分辨的有效方法。文章建立了航天器磁场源模型,提出了航天器多磁场源模型拟合方法,利用磁场梯度张量的主不变量的极值确定磁场源个数和水平位置,然后联合欧拉方程计算磁场源深度,完成航天器内部多磁场源仿真与计算,分辨率最高可达0.012 m,满足工程需求。该研究开辟了航天器内部多磁场源目标探测的新途径。     

基于深度学习的组合体航天器模型预测控制

利用模型预测算法先预测控制结果后控制的类人行为特点，借助深度学习在多参数寻优上的优势，提出了一种基于卷积神经网络的模型预测控制算法，满足航天工程低硬件需求，实现组合航天器多场景下姿态控制律的重构。该算法首先利用模型预测控制将组合航天器从初始状态控制到预期状态，然后将控制过程中状态量用于3层3核卷积神经网络的训练，训练完成后，用该卷积神经网络代替模型预测对组合航天器进行控制，从而降低计算资源需求。仿真校验表明：该算法可预测5个控制周期内的控制参数，相比传统模型预测算法所需硬件计算时间降低约5倍，在一般硬件环境下30 s内即可完成各场景下的组合航天器姿态控制，控制精度在10 -4 量级。     

航天器质量特性测试信息系统设计与实现

文章通过对现有航天器质量特性测试工作流程的研究,对测试过程数据分析归纳,给出了信息系统的数据库模型,提出了系统架构设计思路,并在此基础上开发了原型系统,对设计思路进行验证。质量特性测试信息系统的建立将整个测试周期中的所有独立、分散的信息有机地统一起来。     

迭代法求解航天器热网络方程的收敛条件与时间步长优化

热分析计算是航天器热设计验证和在轨温度预示的重要手段,其实质是对描述航天器在轨状态的能量平衡方程即热网络方程的求解。作为典型的非线性问题,航天器热网络方程通常采用迭代法求解,且目前尚无完善的理论可以判断迭代过程的收敛性和收敛条件。文章根据航天器热控设计的工程实际,提出一种可行的近似方法,实现了热网络方程的线性化;在此基础上对迭代法求解过程中的收敛性进行分析,确定了收敛条件下对节点热参数和时间步长的约束关系;并进一步分析时间步长与计算效率的关系,提出了以计算效率为优化目标的最优时间步长确定方法。最后通过某典型航天器热物理模型的计算验证了上述方法的正确性。     

航天器热控系统故障诊断策略

为了对航天器热控系统进行及时、准确的故障诊断,文章提出了一种故障诊断策略.该策略是基于热控系统数学模型建立故障诊断数据库;然后利用专家知识扩展故障诊断数据库来实现故障诊断;最后,由基于规则的分布式故障诊断专家系统给出故障决策.