基于FPGA的高速LVDS接口的实现

给出了一种基于FPGA的高速LVDS接口设计,利用FPGA内部的SelectIO资源,设计并构造了LVDS接口发送单元、LVDS接口接收单元和对齐状态机。并基于Xilinx Virtex-5平台成功搭建了一个500 Mb/s高速LVDS串行互联系统,通过仿真和测试,验证了系统的有效性,为后续采用FPGA实现各种高速协议奠定了良好的基础。     

一种长行程小型化对接机构设计与分析

针对故障航天器和太空垃圾的在线对接与操作问题,基于非合作目标对接技术的要求和特点,提出了一种以卫星远地点发动机喷管为对接接口的长行程小型化的对接机构方案。设计了对接机构的具体结构并建立其三维模型,并根据此模型,对对接机构的包络范围进行了求解分析;使用ADAMS软件对机构进行了动力学仿真,研究了对接过程中目标喷管的运动学特性,分析了末端机构与目标的碰撞接触情况及机械臂中各关节受力情况。计算与仿真结果表明:所提对接机构能够对目标进行有效、可靠的对接。     

飞机除冰车作业臂动力学特性研究

以国产QYZ5200TCB型飞机除冰车为研究对象,在分析除冰车作业臂的结构和工作原理的基础上,运用Pro/E创建除冰车作业臂虚拟样机,根据样机模型,通过Pro/E与ADAMS两个软件之间的专用接口程序Mechanism/Pro,将除冰车作业臂模型导入到ADAMS中,添加复杂约束和载荷,运用ADAMS进行动力学分析计算,从而实现基于Pro/E和ADAMS的对除冰车作业臂的联合仿真分析,并通过稳定性试验对基于仿真模型的实体作业臂进行检测.结果表明,除冰车作业臂的运动平稳可靠、连续性好且无干涉,仿真分析具有可靠性.为民航相关装备的结构设计和分析提供参考方法.     

航天器电缆网快速协同设计方法及关键技术

以航天器电缆网传统研制模式的局限性为出发点,提出了电缆网全息模型的概念及其通用模型体系,实现了包含全要素设计信息的完整产品数字化定义;基于先"修路"后布线的设计理念,系统地提出了导航式电缆网快速协同设计方法及其相关算法,建立了航天器整器级统一的电缆网络通道"地图",有效增强了电缆网的顶层设计,减少了每束电缆并行设计时路径统筹规划不够和走向不优化的问题;构建了电缆网机电一体化协同模式和面向研制全周期的一体化业务流程,建立了跨型号跨专业的通用模型库、参数库、算法与规则库,完善了电缆网系统级设计和底层数据模型,实现了不同专业间的并行协同;开发了导航式电缆网快速协同设计系统,实现了基于参数驱动的复杂电缆网快速三维布线,提升了设计效率效益,并在以空间站为代表的载人航天型号中开展了应用,为复杂电缆网的研制提供了一种有效方法和手段。     

基于单视图的非合作航天器三维体素重构算法CSCD

空间对抗态势下,针对非合作航天器的快速高精度智能感知、意图识别与威胁评估等在轨相对导航任务,均依赖精准的目标三维模型先验信息。但星载传感器感知视场有限,传统基于多帧图像的模型重构算法存在流程复杂、实时性差及恢复精度低等问题。为此,提出了一种基于单视图的航天器三维体素重构算法,能够基于单帧图像高效地恢复目标的空间三维信息。首先,针对空间航天器视觉感知任务研究中普遍存在的数据饥饿问题,通过整理航天器三维模型,利用图像渲染技术构建了小规模本地数据集,包括航天器三维模型、对应体素和多视角采样图像三部分。接着,设计了基于单视图的三维重建模型,使用单帧非合作航天器图像作为输入,通过2D-3D混合卷积完成“编码-解码-调优”三个子模块计算,实现对目标三维体素结构的恢复。最后,在本地数据集上进行网络模型的训练和评估,验证了当前模型能够实时精确重建目标航天器三维体素模型,并在现有数据上取得了0.895的MIoU值;同时,网络对不同航天器的重建效果体现了模型具有强大的泛化能力。     

电子束高频偏转扫描线圈的设计与仿真

为提高电子束高频偏转扫描的频率及磁场均匀性,基于Helmholtz线圈的工作原理,采用空心结构设计了一种高频偏转扫描线圈,并根据电子枪的结构和电子束偏转扫描的技术要求,计算了所需磁场强度及安匝数。采用三维软件Pro/e建立了几何模型和有限元分析模型,并利用Maxwell进行电磁场仿真,分析了所设计高频偏转扫描线圈电磁场分布的均匀性,并制作实物进行测量,测量结果与仿真结果基本一致。所设计的偏转扫描线圈产生的磁场强度及磁场均匀性均满足电子束高频偏转扫描的技术要求,实际测试结果表明,电子束扫描范围可达到350mm×350mm,电子束偏转扫描速度可实现7000mm/s。     

基于COM组件的航天测控软件设计

通过分析航天器海上测控软件现状和组件化的可行性,经逐层、分级抽象,设计各测控软件组件,在体系结构层次上对模式、接口和框架进行描述,形成可重用组件库,为提高海上测控软件开发效率和质量提供了可靠的基础。     

LVDS串行传输总线的一种应用

描述了一种LVDS传输端点的设计方案。从芯片的选型、系统结构、原理设计、底层实现、软件驱动等方面进行了介绍。方案采用串行信号传输数据,减少了以往并行信号系统的复杂度,而且大幅提高了传输带宽和效率,同时有效降低了系统设计的成本,提高了系统的可靠性。设计的每个通道最大支持传输速率为400 MHz,最大支持8通道数据同时传输。     

基于TMS320C6713B的远程软件加载设计与实现

针对以TMS320C6713B为核心的某嵌入式系统要求通过RS422/485进行系统应用软件的加载与固化,摆脱JTAG口调试电缆的长度限制的问题,描述了一种采用RS422/485进行软件加载与BOOTLOAD的设计方法,从硬件设计、软件设计两大方面说明基于C6713B的远程软件加载系统的实现,对TMS320C6713B使用DSP/BIOS配置、EMIF总线外挂大容量SDRAM等一些新特点进行软件加载系统的设计,从而满足了嵌入式系统对远程加载软件大数据量,快速传输的要求.     

多频段多目标海上测控模拟器的设计与实现

介绍了多频段多目标海上测控模拟器的设计和实现方法。在硬件设计上,模拟器采用工控机和工作站架构,数字化可重组基带硬件平台技术,实现了不同频段、不同目标航天器的仿真功能。在软件设计上,采用RS422/232接口双中断驱动技术,实现了遥测和数传的同步;采用软件模块化和数据库融合设计技术,实现了多型号目标航天器的仿真需求。     

星上光学有效载荷的两级隔振研究

为实现星上光学有效载荷的高成像性能,对星上光学有效载荷的两级隔振进行了研究。所谓两级隔振,即除了对控制力矩陀螺群(CMGs)等执行机构振动源进行隔振外,还在光学有效载荷和星体之间加入隔振装置。首先建立了含有两级隔振系统以及CMGs和太阳帆板的整星动力学模型,并采用ADAMS工程软件验证了所推导模型的正确性;其次,在合理假设的基础上简化模型,分别求得由扰动源到星体和有效载荷的传递函数矩阵,分析CMGs隔振平台参数变化对姿态控制系统的影响,选择合理参数分析两级隔振系统的频域特性;最后通过数值仿真分析了两级隔振系统在星上应用的可行性,并通过频谱对比分析两级隔振系统对光学有效载荷姿态稳定度的改善程度。     

一种单低轨星北斗备份与辅助方法及在轨验证

在低轨卫星上搭载导航载荷,为北斗系统提供有效的备份及辅助性能提升手段,是近年来卫星导航领域专家学者探讨的热点问题.针对全球卫星导航系统信号在恶劣电磁环境下的受扰问题,提出了一种利用单颗低轨卫星实现北斗备份和辅助的方法.北斗备份是指通过单颗低轨星独立为地面用户提供导航服务.北斗辅助是指利用单颗低轨星信号及信息,为地面用户...     

航天器解体模型研究的新进展

航天器解体模型用于描述航天器因爆炸或碰撞解体所产生碎片的数量、尺寸、面质比以及速度等特性的分布规律,对于空间碎片环境建模与演化、空间碎片撞击风险评估及空间解体事件分析具有重要意义。分析了目前广泛使用的NASA标准解体模型的特点,介绍了近年来国内外在航天器解体模型方面的研究进展。国外的研究主要介绍了日本九州大学和德国EMI实验室开展的卫星撞击试验以及NASA最近启动的新一轮卫星撞击研究项目。国内的研究主要介绍中国空气动力研究与发展中心（CARDC ）开展的卫星撞击试验和仿真研究,以及在此基础上发展的CARDC-SBM航天器碰撞解体模型,并比较分析了该模型与 NASA 标准解体模型的差别。对当前航天器解体模型研究存在的不足进行了分析,提出了下一步应关注的研究方向。     

GEO卫星地敏自主干扰保护失效实时处置方法

地球同步轨道卫星在每年春分、秋分前后25d左右一般会出现地敏探头太阳干扰,可以采用星上自主方式进行地敏干扰保护,以防御此种干扰的影响。星上自主干扰保护失效时,需要通过地面发送卫星遥控指令处置。由于当前GEO(Geostationary Earth Orbit,地球同步轨道)卫星地球敏感器自主干扰保护失效的实时处置占用遥控平台时间过长,会严重影响卫星有效载荷应用。所以,针对此问题,在地敏确定卫星姿态原理的基础上,分析了地敏自主干扰保护失效的机理,提出了基于软件进程的地敏太阳干扰保护流程和操作计划,设计了基于遥控指令序列的卫星实时判断脚本。经验证,此方法可将遥控平台占用时间从4h缩短至30min以内,为卫星有效载荷应用留出了时间窗口。     

基于DAQ和FPGA开发星务软件测试平台

针对航天软件自动化测试和测试通用性要求的不断提高,提出基于DAQ（数据采集）和FPGA（现场可编程门阵列）的星务软件测试平台构建方案,在PXI（PCI eXtensions for Instrumentation,外设部件互联标准在仪器领域的扩展）系统环境下应用NI（美国国家仪器公司）的DAQ板卡和FPGA板卡实现星务软件外围数据的仿真模拟,应用Lab-VIEW编程实现信号的解析和良好的人机交互界面。在实际测试中,它能够很好地完成一系列星务软件的自动化动态测试、故障模拟测试等,大大缩短了测试周期,提高了测试效率。此平台完全满足航天软件现代化测试的要求,具有开发周期短、使用效率高、通用性强等优点。     

Nonlinear adaptive spacecraft attitude control using solar radiation pressure

Spacecraft and interplanetary probes orbiting at high altitudes experience forces due to solar radiation pressure, which can be used for maneuvering. The question of large angle pitch attitude maneuvers of satellites using solar radiation torque is considered. For pitch axis maneuver, two highly reflective control surfaces are used to generate radiation moment. The solar radiation moment is a complex nonlinear function of the attitude and parameters of the satellite, the orbital parameters, and the deflection angles of the reflective control surfaces. It is assumed that the parameters of the satellite model are unknown. Based on a backstepping design technique, a nonlinear adaptive control law is derived for the control of the pitch angle. In the closed-loop system, the pitch angle asymptotically tracks prescribed reference trajectories. Simulation results are presented to show that the adaptive control system accomplishes attitude control of the satellite in spite of the parameter uncertainties in the system.     

基于虚拟仪器的飞行参数记录系统的软件设计

介绍了一套基于飞行参数记录系统硬件，用Lab VIEW和C语言设计的飞参激励器测试系统软件。该软件采用最新的虚拟仪器软件模式，使用模块化思想，建立起了飞行参数采集记录的自动化和智能化的测试系统。该系统采用数据对比的形式进行显示，具有精度高，使用方便，界面友好，系统开放，容易扩展等特点；并有着强大的交互和控制功能，能够及时准确快速的对飞参系统进行测试和维护。     

The infrared space observatory

The Infrared Space Observatory (ISO), a programme of the European Space Agency, is an astronomical satellite operating at wavelength from 2.5 to 200 m. It will be launched in 1995.The ISO optical subsystem is a cryogenically cooled telescope with its baffling system (main baffle and sunshade). The telescope, a 60 cm Ritchey-Chrétien type, focuses the beam to the four scientific instruments located in its focal plane. The extremely low temperature, 1.8 K, is provided by the payload module (PLM) cryostat, filled with superfluid He.This paper presents the main choices done for the telescope design together with their rationale and the performances achieved on the flight model (FM) of the telescope. The FM telescope is presently installed inside the payload module, ready for the system final verifications.     

整星隔振技术的研究现状和发展

为了减小卫星发射时所承受的环境载荷,降低卫星及其设备的质量控制成本,提高卫星发射的可靠性,所以整星隔振技术得以研究和应用。整星隔振是在不改变卫星原结构前提下,重新设计具有隔振效能的适配器,或者在运载火箭和卫星之间引入隔振装置,隔离从星箭界面传递给卫星的轴向或侧向振动。详细介绍了近十年国外整星隔振技术的研究现状,并展望其今后的发展方向。