SAR卫星配电系统设计与验证

根据合成孔径雷达(SAR)卫星高压大功率有效载荷用电、双独立母线供电等典型特点及长寿命可靠性要求,设计了混合式能源分配、熔断器与限流保护分类应用的配电方案,以高分三号(GF-3)卫星为例,建立了卫星配电系统的仿真模型,对卫星能源分配、熔断器和限流保护对母线影响进行了仿真分析和地面试验验证,结果表明:卫星能源分配合理,供电保护有效,能够满足SAR载荷卫星的配电保护需求和整星能源安全保护需求,可以为我国后续SAR卫星的配电系统设计提供参考。     

航天器固态功率控制技术研究

随着航天器不断向智能化和大容量方向发展，基于继电器的传统供配电控制方式已无法满足航天器对供配电系统配置管理、故障检测与诊断以及可靠性的要求，采用固态功率控制技术成为当前发展的趋势。固态功率控制器是一种由固态功率器件和智能控制电路组成的无触点开关，主要利用功率电子器件实现开关特性，集继电器的转换功能和断路器的电路保护功能于一体，一般具有过载保护和状态检测功能。通过对固态功率控制器工作原理和主要关键技术的研究，分析了航天器固态功率控制技术在高可靠、小尺寸和高智能化程度方面的优势，并对固态功率控制技术的未来发展方向进行了展望。     

航天器可恢复式过流保护技术研究

分析了可恢复式反时限保护和恒流限流保护的原理,推导了基于真空环境下电缆温度升高模型的反时限保护方程,并用Matlab软件仿真分析了反时限保护过程中母线电压的瞬态跌落过程。针对恒流限流保护,设计了一种改进电路。Saber软件仿真表明,该电路可将电流超调量限制在20％以内。对多种过流保护手段的优缺点进行了总结,提出了一种包含反时限保护和基于MOSFET特性的恒流限流保护的航天器可恢复式过流保护系统框图。     

航天器新型固态配电技术研究

为了满足航天器电功率不断增加及对可靠性提高的需求,基于固态配电和计算机综合管理技术,设计了关键器件固态功率控制器和配电中心原理样机.各种状态的试验结果表明固态配电技术可以为电源系统提供更全面的保护功能,可以减轻配电系统的体积和重量,实现电源系统高度自主运行.配电中心为航天器的健康管理提供大量的有用信息,大大提高了航天器的可靠性,采用模块化设计技术便于不同型号航天器配电系统的扩展.     

一种带上电时序控制及过脉宽保护功能的大功率调制电路研究

大功率脉冲调制电路根据雷达系统所需脉冲宽度及重频将连续电压信号调制为脉冲工作电压,可以改善GaN功率器件的效率与可靠性。为了提升调制发射脉冲信号的上升下降沿速度,提高大功率调制电路可靠性,提出一种新型带上电时序控制及过脉宽保护功能的大功率调制电路,该电路包括上电时序控制电路、过脉宽保护电路、大功率调制电路。通过对电路进行理论分析,给出详细参数并计算该电路参数,并对关键参数进行仿真及实测验证,该电路具有调制电压高,上升下降沿速度快等特点。经过测试验证,调制电压最高100V,调制频率最高可达500KHz,峰值工作电流超过20A,上升沿、下降沿小于30ns。具有广阔的应用前景。     

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。     

基于扩张状态观测器的小型固体火箭控制系统设计与验证

以自研小型固体火箭为对象，基于扩张状态观测器，对三通道姿态控制器进行了设计及验证。建立了以攻角、侧滑角和滚转角为控制目标的积分链状态空间模型；结合扩张状态观测器，应用极点配置法对三通道姿态控制器进行了鲁棒设计；通过数值仿真和半实物仿真，结合拉偏分析，对控制器设计进行校核，证明了设计的有效性和鲁棒性；通过飞行试验验证了控制器性能，跟踪结果符合仿真分析，基本无延时、无静差，证明了该方法的可行性和工程应用价值。     

一种基于时序路径的FPGA接口时序测试方法

针对航天高速高可靠FPGA接口时序测试,分析了FPGA接口类型及测试需求,介绍了一种基于时序路径的FPGA接口时序测试方法,结合时序路径模型,阐述了异步总线接口时序测试的测试流程和计算方法,并给出实际案例。该方法集成了功能仿真和静态时序分析的优点,特别适合极限工况下的FPGA接口时序验证,已经应用到多个航天高可靠FPGA接口测试中,与传统的动态门级时序仿真相比,能显著提高验证效率和测试覆盖率。     

永磁同步电动舵机系统滑模变结构控制器设计

针对电动舵机系统,建立表贴式永磁同步电机(SPMSM)矢量控制模型。设计基于指数趋近律的滑模变结构控制器,并在此基础上进行抖振抑制。利用变指数趋近律滑模控制器与比例-积分-微分(PID)控制器相结合,设计组合控制器,既可最大程度地发挥滑模变结构控制的快速性与鲁棒性,又可利用PID控制的优势减小系统最后的抖振。最后,通过与基于指数趋近律的滑模控制器进行仿真对比,验证组合控制器对电动舵机系统抖振的抑制效果。仿真结果表明:设计的组合控制器将系统静差减小了85%,并基本消除了滑模末端的抖振。     

卫星导航系统服务可用性分析仿真系统的设计与实现

服务可用性分析是导航工程总体仿真验证与测试评估系统的核心模块之一,用于分析卫星导航系统提供的导航服务满足用户需求的时间百分比,能够直观地反映卫星导航系统服务能力。文章介绍了卫星导航系统服务可用性的相关概念,探讨了计算服务可用性的确定性算法和随机性算法,在此基础上提出了面向卫星导航系统的服务可用性仿真模型框架,并设计和实现了一个支持服务可用性分析的仿真系统。针对中国区域格网进行了服务可用性的仿真试验分析,验证了仿真模型框架和仿真系统的有效性。     

柱形弹体引信天线布局与作用盲点分析

在单天线横截面方向图计算公式的基础上，计算了圆柱体导弹引信双天线、三天线和四天线布局的方向图。讨论了不同布局下引信载频、弹体直径及天线布局与作用盲点的关系。双天线布局的实际测试表明，测试值与计算结果较为吻合，所用的计算方法正确，可为引信天线布局与引信工作频率确定提供设计依据。     

卫星对地观测技术在防灾救灾中的作用研究

充分利用各种对地观测技术,从信息化的角度支持防灾救灾行动,已被列入政府的重要工作内容。总结前一阶段的经验,从灾前、灾期、灾后的全过程系统地考虑如何充分发挥卫星对地观测技术的防灾救灾作用,是一个值得研究的问题。文章从防灾预案、灾期救援和灾后重建三个方面研究了卫星对地观测技术在防灾救灾全过程中发挥作用的技术途径。     

混沌二相编码雷达引信研究

研究了混沌系统在二相编码雷达引信中的应用，从雷达信号波形设计的角度，研究和对比分析了四种典型混沌系统产生的二相伪随机码的各种性质，实验结果表明，基于这几种混沌模型的二相编码都具有良好的平衡性，随机性，游程性和模糊性，而这其中又以Logistic编码为最佳。根据对Logistic模型编码信号进行的模糊分析，认为在于该模型的二相伪随机编码在雷达引信波形方面具有很大的应用潜力。     

空间太阳能电站高低压混合供电系统设计

在调研美国NASA空间太阳能电站(SPS)供配电相关方案的基础上,针对空间太阳能电站平台设备和有效载荷设备两种不同的供电特性要求,提出将高低压混合供电技术应用于空间太阳能电站的供电系统设计。该设计在满足高效对地供电传输要求的同时,能够确保航天器平台自身的稳定、可靠运行。文章介绍了高低压混合供电技术的原理和系统构成;针对系统高于目前在轨卫星6个数量级的超高压需求,分析了高压电缆和高压继电器研制的可行性,得出高压电缆的重点研究方向,即通过材料及结构优化来减小质量、增加散热、减小弯曲半径等,高压继电器的研究方向为研制高压混合继电器(EMPC)中适用于航天任务的高压固态功率管;调研分析了目前常用的空间等离子体被动防护技术和主动防护技术,通过比较,说明主动防护技术更适用于空间太阳能电站的超高压系统,可为我国建设超大功率空间太阳能电站提供技术参考。     

随机脉位序列调制的脉冲多卜勒引信原理

提出一种新型的噪声脉中多卜勒引信，即随机脉位序列调制的脉冲多卜勒引信，给出了其原理实现框图和随机脉位序更调制码的产生方案，分析了其工作原理和数学模型，研究了它的抗干扰特性。分析表明，它具有良好的抗干扰特性，同时不会出现距离速度模糊，是一种较佳的脉冲多卜勒引信。     

基于脉冲星的空间飞行器自主导航技术研究

研究了利用X射线脉冲星实现空间飞行器自主导航的原理,指出通过测量脉冲星发射的脉冲到达航天器与到达太阳系质心的时间差可以确定该航天器的位置。给出了两种适合用于处理脉冲星观测量的方法,即基于最小二乘(LS)的方法和基于卡尔曼滤波(KF)的方法。通过数值仿真验证了X射线脉冲星自主导航技术的可行性,并且说明采用KF算法能够有效利用卫星轨道运动方程中包含的导航信息,从而获得更高的导航精度。     

无线电引信的电磁脉冲效应

强电磁脉冲对武器装备电子系统具有很强的干扰和破坏作用。通过超宽带电磁脉冲对无线电引信的辐照实验,研究了无线电引信在超宽带电磁脉冲作用下的效应。实验表明：无线电引信在超宽带电磁脉冲照射下,会产生早炸现象。在介绍无线电引信工作原理的基础上,分析了无线电引信产生早炸的原因,得出超宽带电磁脉冲直接作用无线电引信点火电路从而引起旱炸的结论。     

引信目标RCS理论算法的发展及应用

论述了引信近场雷达散射截面(RCS)计算的特殊性及难点，同时介绍了计算引信目标RCS的多种高频理论预估方法，着重比较了物理光学面元法与几何光学法，并讨论了其他一些理论方法的特点。通过某型导弹的应用实例，指出了引信目标模型在雷达引信目标系统仿真中的重要作用。     

基于多敏感器的卫星姿态确定算法

针对多敏感器组成的卫星姿态确定系统,采用四元数方法建立卫星姿态估计器模型,应用扩展卡尔曼滤波EKF算法进行信息融合,通过仿真算例验证此算法具有较高的精度。与此同时,在EKF算法基础上提出一种定常增益的卡尔曼滤波CGKF算法。通过数学仿真对EKF算法和CGKF算法进行比较分析,证明在一定条件下CGKF算法具有与EKF算法相当的滤波精度,并且简化后的CGKF算法在获得与EKF算法相近滤波效果的同时,还能够节约星上资源,减少计算量。