近地空间全天时星敏感器技术现状及发展综述

星敏感器是一种以恒星为参考源的姿态测量设备,在卫星、导弹、舰船等平台得到广泛应用。对于需在大气层内全天时工作的近地空间平台,如舰船、飞机、导弹、高空气球等,星敏感器面临白天强烈天空背景条件下探测暗弱恒星目标的难题。首先介绍了近地空间全天时星敏感器的基本工作原理;其次介绍了国内外研究现状;然后分析并总结了全天时星敏感器实现的主要技术途径;最后梳理出下一步研究方向。分析结果可为近地空间全天时星敏感器系统的研制提供参考和帮助。     

Application of Analytic Redundancy-based Fault Diagnosis of Sensors to Onboard Maintenance System

Analytic redundancy-based fault diagnosis technique (ARFDT) is applied to onboard maintenance system (OMS). The principle of the proposed ARFDT scheme is to design a redundancy configuration using ARFDT to enhance the functions of redundancy management and built in test equipment (BITE) monitor. Redundancy configuration for dual-redundancy and analytic redundancy is proposed, in which, the fault diagnosis includes detection and isolation. In order to keep the balance between rapid diagnosis and binary hypothesis, a filter together with an elapsed time limit is designed for sequential probability ratio test (SPRT) in the process of isolation. Diagnosis results would be submitted to central maintenance computer (CMC) together with BITE information. Moreover, by adopting reconstruction, the designed method not only provides analytic redundancy to help redundancy management, but also compensates the output when both of the sensors of the same type are faulty. Our scheme is applied to an aircraft’s sensors in a simulation experiment, and the results show that the proposed filter SPRT (FSPRT) saves at least 50% of isolation time than Wald SPRT (WSPRT). Also, effectiveness, practicability and rapidity of the proposed scheme can be successfully achieved in OMS.     

基于ANSYS对遥感器铝合金镜头低温环境试验技术的研究

为了给新型遥感器用铝合金镜头提供良好的模拟试验环境,针对较低的温度以及较高的温度均匀性要求,为提高试验可靠性和工作效率,采用仿真计算与试验相结合的方式。运用ANSYS软件详细分析试验过程中的三维温度场,预测整个过程的降温趋势,以提前发现试验中可能存在的潜在问题并做出有效的改进。同时开展低温条件下的试验验证。结果表明:仿真计算值与试验结果趋势相符。通过仿真分析提前预测潜在的问题并对试验方案做出改进,有助于提高试验的可靠性和效率,也为日后的各类金属镜头的低温试验奠定了基础、积累了经验。     

定量胶体金试剂条浓度检测方法

胶体金免疫层析浓度检测方法主要利用比色原理,当被检测液体中抗原与试剂条上抗体反应后,试剂条上检测区域颜色发生变化,与标准比色卡进行比较,即可定性分析浓度.目前胶体金试剂条大多为半定量测量,使其应用范围受到限制.采用一种基于DSP(Digital Signal Processor)的嵌入式图像处理系统,利用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器获取定量胶体金试剂条图像信息,根据图像特点进行Bayer变换、白平衡处理,提取出图像特征量条纹强度,建立图像特征条纹强度与样本浓度值的函数关系,实现被检测液体浓度的精确测量.与其它方法相比,具有精度高、检测速度快等优点.实验结果表明:基于DSP硬件平台的定量胶体金试剂条浓度检测精度可达到±5%,重复性误差达到±1%,具有一定的应用价值.     

基于传感器的6-DOF并联机构运动学正解

6-DOF (Degrees of Freedom)并联机构的位姿正解问题复杂而且多解.讨论了处理正解问题的各种不同方法,其中数值迭代法和使用附加传感器的两种方法可以直接找到正解.重点研究了使用附加传感器获取并联机构正解的方法及传感器的类型,并对采用直线位移传感器和旋转传感器及其配置方法进行了比较,不同的配置会影响到正解的计算精度与计算过程.讨论了采用直线位移传感器与旋转传感器联合求解时合理的传感器数量及相应的配置,并针对一种相对通用的配置方法,推导了获得位姿正解的计算过程. 根据计算分析,采用4个旋转传感器或者3个直线传感器,经过适当的配置,可以获得并联机构的正解.     

基于霍尔元件的永磁同步电机转子位置辨析

提出了一种改进的基于霍尔元件的永磁同步电机转子位置估计方法。利用牛顿插值法对霍尔元件提供的离散位置点进行曲线拟合,对位置信息进行预测、插值,从而估算出电机转子的实时位置信息。改进后的方法可以消除转子位置估算的阶跃现象,提供稳定可靠的转子位置信息,提高了闭环系统的稳定性。在Plecs仿真平台中对该算法进行了仿真验证,与传统转子位置估算方法进行了对比,仿真结果验证了该方法的有效性。     

液体火箭发动机试验推力测量传感器并联影响研究

介绍了推力测量传感器并联工作原理,进一步确定并联作为液体火箭发动机试验推力测量中多只传感器的电路连接方法。通过对多只传感器并联的选配与分析,在保证灵敏度与输出阻抗比值一定的情况下,该方法可以提高推力测量精度,同时输出力值不受偏心载荷影响。     

准互易光学电压传感器的电场计算与误差分析

针对一种新型的具有准互易反射式光路结构的光学电压传感器,设计了基于锗酸铋(BGO,Bi₄Ge₃O₁₂)晶体横向调制方式的高压探头.采用ANSYS有限元分析软件对所设计的高压探头进行电场计算,得到了探头内的电场及电势分布;讨论了探头内电场分布不均匀及干扰电场导致的测量误差.计算结果表明:标准条件下探头的最高可测电压不低于15 kV;电场分布不均匀导致光沿着晶体内不同路径传输时,电场强度对路径的积分结果即测量电压不同,影响传感器的稳定性和测量精度;探头内干扰电场导致0~5 kV范围内最大测量误差达1.2‰,这一测量误差对于2‰精度的电压传感器是不可忽略的.      

振动传感器随机校准方法和正弦校准方法的比较

文章采用随机校准方法和正弦校准方法对可能存在问题的B&K某型号振动传感器进行了校准,分别从发现问题的能力、校准所需要的时间以及可操作性上对这两种校准方法进行了比较,并提出在校准振动传感器时将两种方法相结合的建议。     

一种基于大视场星敏感器的定姿方法

根据数学平台失调角随时间变化缓慢的特点,本文提出了一种直接估计数学平台失调角的定姿方法。该方法采用一个20°×20°的大视场星敏器同时观测数颗恒星,并在一小段时间内进行多次观测,所有的测星信息在一次计算中完成对失调角的估计。仿真结果表明,该方法可大大降低星敏感器测量随机误差,其精度明显优于直接估计姿态余弦阵的参考矢量定姿法。