基于模型参考自适应的大气层外杀伤拦截器姿态控制系统设计

大气层杀伤拦截器制导控制系统采用矢量喷管进行姿态与惯导控制,系统输出的开关特性具有强非线性,同时,姿态角指令进行突变时会相应地带来控制力矩指令突变,要求能够实现对姿态角指令的快速调节,且考虑姿控发动机喷气量。针对上述问题,设计了一种姿态角跟踪控制器,使用带有超前校正的死区迟滞继电控制律进行开关控制,并使用变结构模型参考自适应方法进行连续控制律设计,以提高开关控制器的工作效率,减少工作能耗。仿真结果表明,所设计的方法相较对比方法在快速性和精确性上均有提升,蒙特卡洛仿真结果显示,设计方法拦截精度为0.44 m,较对比拦截方法有较大提升。综上,设计方法能够以更快速的响应、更小的超调实现指令姿态角度的跟踪,且姿控发动机喷气用量有效减少,对工程实践有一定指导作用。     

2MN推力测量自动校准系统设计

2MN推力测量自动校准系统,通过液压源产生稳定标准力,由伺服控制器对标准力传感器输出力值进行精确测量,使标准力传感器输出值与标准值相等,实现力值的高精度控制。校准过程中前后端计算机通过串行连接,根据推力校准过程特点设定握手协议,对交互信号进行判断后由校准程序自动确定校验过程状态并进行相关处理,实现了校准过程的自动化,确保了校准数据完整性、准确性。     

侧窗探测动能拦截器末段轨控方案

针对侧窗探测动能拦截器(SWDKKV)的末段轨控问题,基于变结构控制理论提出了一种新的轨控方案。首先考虑侧窗约束,建立了三维空间下的轨控模型。随后,针对侧窗探测动能拦截器只能输出定常开关推力及具有姿态定向约束的特点,提出了一种新型变结构滑模面,基于所提出的滑模面设计了适合于末段拦截的bang-bang形式的轨控方案,采用Lyapunov稳定性理论严格证明了所提出方案的稳定性。为了降低喷气消耗,设计了滑模死区,且研究了能够保证命中精度的滑模死区的参数取值范围。仿真结果表明,所设计的轨控方案可确保动能拦截器直接撞击目标,设置滑模死区可以在保证命中精度的同时降低喷气消耗。     

LEO卫星发射机功率长期变化分析

针对空间环境辐射效应对低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星固态功放器件的长期影响,以工作超过15年的某卫星发射机为对象,在详细讨论卫星轨道半长轴、倾角、光照角和降交点地方时漂移基础上,分析发射机在轨温度、输出功率等参数变化,重点考察功率长期漂移情况.通过建立模型对功率衰减进行估计,最后结合遥测数据进行检验.结果表明,发射机温度具有轨道周期、年周期与长期变化规律,轨道周期内,卫星位于地影区中间位置时温度最高,在另一侧相对位置时温度最低;年周期内,冬至前后温度处于最高水平,夏至前后则最低;长期上,温度逐年升高,且温升速度逐渐趋缓.固态功放输出功率在轨呈长期下降趋势,在5463 d内从519.7 mW减至491.4 mW,减少28.3 mW,衰减率5.45％,年均衰减率0.36％;功率衰减基本符合指数变化规律,拟合下的功率衰减率约为5.49％,年均衰减率不足0.37％,相关系数值接近于0.98.入轨2年后,功率衰减速度达到峰值,表明器件可能受到低剂量率辐射损伤增强效应影响,可为后期辐射加固设计提供参考.国产发射机功率器件性能较优,适合于LEO卫星长寿命在轨运行下的空间应用.     

基于双单片机结构的电子凸轮控制器的实现

本文介绍了一种适合两种旋转编码器、两开关量动作8路输出的电子式凸轮开关的设计方案.该控制器根据机械凸轮原理设计,以双单片结构为控制中心,对从旋转编码器输入其中的脉冲或编码进行数据采集和处理,将处理结果以开关电平的方式输出.该控制器可作为独立通用的控制单元与其它可编程控制器组合使用,使应用系统的开发工作量显著降低,适用于具有循环往复、顺序动作特点的机电一体化设备中.     

一种高压直采ADC的抗总剂量辐照设计

由于γ射线对SiO2的电离作用，会引起MOS管阈值电压负漂移和二极管死区漏电变化，负漂移和漏电变化程度随MOS管栅氧厚度增加而加大。这样在设计高压直采ADC时，实现稳定基准和低漏电开关是个难点，通常的解决方法是优化电路参数裕量和版图，但很少考虑MOS管的反型和二极管的死区漏电。重点研究了MOS器件阈值和二极管死区漏电流变化对器件参数影响的机理，并提出一种不同电源电压MOS管结合设计思路，同时考虑了减小二极管死区漏电的影响。最后，通过使用不同电源电压MOS管设计和二极管死区漏电流分析，高压ADC在50krad（Si）总剂量条件下仍能达到设计要求。     

挠性航天器在轨分离冲击缓冲模糊滑模控制研究

为降低在轨分离冲击载荷对挠性航天器的影响,进行了基于磁流变阻尼缓冲器( Magneto-rheological)的减振研究,将磁流变阻尼缓冲器应用于航天器冲击减振。基于有限元和Lagrange方法,建立了发生大范围运动的挠性航天器状态模型,采用趋近律滑模控制算法控制阻尼器输出,并提出一种二维模糊控制方法控制趋近系数来提高系统的动态品质,同时抑制趋近律中切换项导致的抖振现象。数值计算表明,采用此方法控制的磁流变阻尼缓冲装置显著降低了冲击载荷对基座的影响,并有效抑制了抖振现象,减弱了基座与挠性附件之间的运动耦合,使挠性附件的速度、加速度变化更为平稳。此控制方法较传统滑模控制能更好地跟踪输出值,且有较好的稳态输出值。     

利用零运动避免SGCMG框架轴转速死区的方法

研究了应用SGCMG零运动避免框架轴转速死区的方法。利用奇异值分解的方法对SGCMG的零运动进行分析,提取正交的零空间基底与各个基底对应的坐标值。以SGCMG零运动尽量远离零为原则选取性能指标,令性能指标取极小,求解出零空间基底坐标方向的单位列阵。以每一个SGCMG的框架轴转速均大于死区转速为准则,给出了选取零空间基底坐标列阵模长的方法。设计SGCMG零空间基底坐标的调节策略,能使得SGCMG长时间运行在框架轴转速死区外。最后给出含有卫星姿态控制系统的仿真实例,校验了所设计零运动的有效性。     

发动机和羽流对地球同步卫星底部辐射加热的计算研究

地球同步卫星工作过程中法兰底座所受的辐射加热对法兰上的控制开关等零件的安全有重要影响。为此,建立了节点网络法计算发动机和隔热屏对卫星法兰底座及控制开关的辐射加热,比较了发动机、隔热屏和羽流3种辐射源的作用大小,还研究了发动机位置的平移对底部法兰及控制开关辐射加热的影响。研究表明:羽流对法兰和控制开关的辐射热流最小,发动机对法兰和控制开关的辐射热流最大;法兰和控制开关上不同侧面受到的辐射加热很不均匀,面向发动机正面的侧面辐射加热最强,面向发动机头部的侧面辐射最小;发动机向后平移可以显著降低法兰和控制开关上辐射热流的最大值。     

影响过载开关加速度值不稳定因素技术研究

在过载开关的研制和生产过程中，经常会遇到开关的过载加速度值不稳定的问题。该问题的长期存在影响过载开关的研制和生产．以往在生产过程中解决问题时都是针对单一的因素进行控制，由于对因素没有完全考虑并加以试验，因此产品在不同的条件下会出现另外的问题或问题的重复出现．根据正交试验的原理，找出了影响过载开关在生产过程中过载加速度值不稳定的所有因素，对可控因素进行试验，并结合过载开关的特点，达到排除故障的目的．     

Sagnac效应对星间时间同步的影响

文章介绍了星间双向时间比对原理,分析了Sagnac效应对双向时间同步的影响,推出了地球非旋转坐标系同轨和异轨卫星星间时间同步的Sagnac效应公式,并以静止同步轨道为例,进行了分析计算。结果表明,对于同轨卫星,星间时间同步的Sagnac影响与轨道半径的平方根以及卫星与地心夹角的正弦成正比。     

可动点波束天线步进电动机细分驱动器设计

为满足可动点波束天线控制精度要求,文章设计了可变细分的步进电动机驱动器。可变细分由单片机控制,采用H型驱动桥作为功放开关器件。该驱动器具有抗干扰能力强、低频运行稳定等特点。     

采用DSP的开关电源软件控制法

针对输出电压控制的局部延迟回路，提出了具有电流控制系统的开关电源软件控制法。在DSP软件上构建的控制系统，实际上是利用软件实行时间延时控制，故得不到所期望的电控制特性。为了解决这一问题，本文分别提出了三种方法，即用于延时补偿的电流推测法；用于实现电流控制的高速响应的高速电流控制法；用于消除电流偏差的输入直流电压推测法。为了验证这三种方法的有效性，采用DSP（TMS32C25）构建的控制系统对额定50W、24V、2．1A、开关频率140KHz的开关电源进行控制；开成了采样周期为开关周期5倍（35．6μs)的控制系统。实验结果表明：正常输出电压控制误差14．5mV以下，50／100％的负载急变时最大输出控制误差为60mV，输出电压恢复时间是0．8ms，此外，这种控制方法还具有良好的实用性。     

利用过载开关和程序控制器的航天器减速着陆系统开伞控制方法

开伞控制方法是减速着陆系统设计中的一个关键环节,它直接关系到减速着陆系统工作的成败。针对目前采用过载开关和时间控制器相结合的开伞控制方法工作模式单一的问题,提出一种利用过载开关和程序控制器的开伞控制方法,能够有效识别过载开关的不同故障模式,可靠地为回收系统提供开伞信号。文章给出了过载开关调试接通值、返回舱轴向过载系数等相关参数的计算方法,分析了轴向过载系数、开伞高度、附加过载等误差影响因素。某返回舱飞行试验结果表明:过载开关工作模式判断正确,开伞高度控制精度满足要求,开伞控制方法安全、可靠,具有一定的实用价值。     

基于谐波调谐技术的功率放大器研究

作为卫星有效载荷系统中功耗和热耗的最大载体,功率放大器的效率高低反映了系统整体效率的高低.文章应用谐波调谐的方法,实现了功放设计中对二次谐波和三次谐波的利用;有别于传统的功放设计,谐波调谐功放通过两端匹配设计实现谐波对电流和电压波形的整形,能够在提高功放漏极效率的同时保证输出功率也有可观提升;最后,通过选取CREE公司的CGH40010F氮化镓晶体管进行设计仿真,验证了谐波调谐技术对于功放性能优化的有效性.     

基于双单片机结构的电子凸轮控制器的实现

本文介绍了一种适合两种旋转编码器、两开关量动作8路输出的电子式凸轮开关的设计方案。该控制器根据机械凸轮原理设计,以双单片结构为控制中心,对从旋转编码器输入其中的脉冲或编码进行数据采集和处理,将处理结果以开关电平的方式输出。该控制器可作为独立通用的控制单元与其它可编程控制器组合使用,使应用系统的开发工作量显著降低,适用于具有循环往复、顺序动作特点的机电一体化设备中。     

巡航导弹快速自对准技术研究

惯性导航平台存在航向效应,对自对准精度影响较大。研究探讨存在航向效应的导航平台的快速自对准技术。首先根据巡航导弹作战要求,选用两位置、零力矩解析自对准方案,并讨论了通过优选位置转换角度保证自对准精度的方法。然后给出了利用冗余敏感轴输出信息消除航向效应影响的原因和方法。最后估算了自对准精度和对准时间。结果表明:该方案可在较短时间内以较高的精度满足巡航导弹对准精度的要求。     

多层分子污染膜光学效应建模分析与试验测量

为尽量精确地模拟多层分子污染薄膜对敏感光学元件透射率的影响,采用洛伦兹?洛伦茨公式以及波在分层媒质中的传播建立光学污染效应模型,且在建模过程中考虑过渡层。对比起见,按照ASTM E 595标准进行出气试验,以信号电缆屏蔽线PVC材料外部绝缘层和33+黑色绝缘胶带为污染源,先后沉积在石英和K9光学玻璃表面,用分光光度计和质谱计测量污染薄膜的透射率与污染成分。模型的计算值与试验测量值比较显示,二者符合性较好,验证了模型的有效性。     

一种实现太阳阵峰值功率跟踪的智能控制方法

首先讨论了峰值功率跟踪的一般概念及原理，然后提出了一种采用模糊自寻优智能控制原理来实现太阳阵峰值功率跟踪的具体方法。该方法先由模糊自寻优控制器的输出计算出下一时刻太阳阵电压的参考值，然后将此参考值与太阳阵的实际输出电压相比较，得出的误差信号去控制一个串联开关调节器ＰＷＭ输出的占空比，以使太阳的输出电压达到引参考值。由于参考电压值的算法充分考虑了太阳阵峰值功率的逼近问题，因此，上述过程多次进行，就能     

摆动喷管与惯性器件超谐波耦合仿真研究

摆动喷管具有大惯量和强非线性特征，存在与惯性器件耦合的风险。建立了从指令输入到惯性器件响应输出的控制回路开环传递特性模型，用有限元方法模拟了摆动喷管非线性特征，发现了摆动喷管与惯性器件的超谐波共振耦合效应，同时讨论了几种改进措施的有效性和可行性，发现对作动器反馈信号进行幅值调制来降低耦合效应效果明显且易于应用实现。