可刚化充气框架式太阳翼设计及振动特性分析

针对刚性铰链驱动展开的太阳翼结构刚度较低带来的持续振动问题,提出了一种可刚化充气框架式太阳翼方案,分析并得到了充气管直径对充气框架式太阳翼振动特性的影响规律。在此基础上,设计并研制了太阳翼结构样机,开展了样机折叠、充气展开、结构刚化试验及振动性能试验测试。结果表明：充气框架式太阳翼可柔性折叠、发射体积小、可在轨展开并刚化成型为大面积太阳翼;结构无机械铰链,充气驱动展开过程平稳可靠,展开扰动小;刚化后结构刚度高、振动基频高(测试样机振动基频为7.5 Hz);建造和发射成本低,可应用于构建大型卫星平台、空间站等所需大面积太阳翼。     

一种空间有源太阳翼铰链机构设计与研究

针对某空间微纳卫星太阳翼铰链机构的任务需求,设计了一种采用空间步进电机、无刷旋变、减速机构、微动开关、可重复部署展收和锁定的适应空间应用环境的轻质小型化、高可靠太阳翼铰链机构,开展了整机模态参数分析,并完成了工程样机试验验证。试验结果表明,该机构具有较高的定位精度、较大的负载能力和较好的环境适应性,可为后续空间有源微纳卫星太阳翼铰链机构研制提供参考。     

基于可靠性安全系数的折叠展开机构可靠性分析

太阳翼系统是卫星的重要组成部分,其故障可能导致卫星无法正常运行,保证卫星太阳翼机构的可靠性具有重要意义。为了实现折叠展开机构的可靠性优化设计,首先,介绍卫星太阳翼机构的重要性及其可靠性的研究现状,提出基于可靠性安全系数的卫星太阳翼展开可靠性分析方法;其次,研究基于可靠性安全系数的概念,并推导其表达式;最后,以某型卫星太阳翼机构参数为例进行展开运动分析计算,验证所提方法的合理性和可行性。该方法可为卫星太阳翼机构及其他类似机构的可靠性设计提供有益参考。     

航天器太阳翼在轨挠性振动测量中的无依托敏感技术

基于自供电无线加速度计网络，中国空间站天和核心舱、问天实验舱分别于2021年5月、2022年7月针对大型柔性太阳翼在轨开展了振动测量和挠性参数辨识试验。以该任务需求为牵引和实践，总结了无依托敏感技术在空间探测任务中需具备的若干核心能力，包括自供电自充电、无依托敏感器间数据代传、高可靠数据采集、高精度时间同步和自主休眠唤醒等方面。详细阐述了上述能力的设计思路和实现方案，并给出了空间站太阳翼在轨振动测量任务中无依托敏感器的实际应用结果。在轨测试数据验证了所提出的无依托敏感技术设计策略的有效性和合理性。     

空间站运行控制任务规划体系方案研究

面向我国空间站运营需求,分析了我国空间站运行控制任务规划的任务需求和建设目标,进而提出了我国空间站运行控制任务规划的体系架构。首先设计了基于任务周期的分布式任务规划工作模式,给出了规划建模和实施流程;然后从数据传输规程、接口形式和交互关系三方面研究了系统间接口规范;最后提出了运行控制信息管理平台以及分布式任务规划系统的功能组成和要求。研究成果可为我国后续的空间站运控系统建设提供参考。     

驱动激励下的柔性太阳翼系统振动及抑制研究

针对太阳翼驱动机构不平稳激励所引起的系统振动问题,分析了驱动激励下柔性太阳翼系统振动响应,发现刚柔耦合作用会大大增强系统在驱动作用下的微弱振动。指出旋转运动控制是太阳翼系统振动控制的关键,提出了一种在驱动机构与太阳翼之间安装旋转磁流变阻尼器的系统振动抑制方案,以振动干扰抑制为控制目标。运用PID算法计算旋转运动控制的阻尼力矩需求,定量地研究了旋转振动控制对柔性太阳翼系统振动抑制效果。仿真结果表明:旋转振动控制能使系统振动的干扰力矩衰减达89%,有效抑制驱动激励下的太阳翼系统振动,对提高航天器的运行稳定性及定位精度具有重要意义。     

面向航天器在轨管理的混合智能诊断系统设计

针对目前航天器专家系统普遍存在的"知识获取瓶颈"、"处理效率低"、"知识结构直观性差"等问题,介绍了一种新的混合智能诊断系统。该系统在使用基于规则推理进行故障征兆识别的基础上,一方面利用案例推理技术实现故障的快速诊断;另一方面利用故障树分析法给出详细的推理过程和推理结果。文中介绍了这种混合智能诊断系统的系统构成、诊断流程和推理算法。     

航天器总装过程中基于并联调姿平台的太阳翼数字化对接技术

太阳翼是提供航天器空间电源的主要形式,太阳翼可靠的对接展开锁定是保证其正常在轨工作与准确对日定向的关键。太阳翼对接是航天器总装实施的重要环节。首先简要分析传统太阳翼对接技术;其次,对并联机器人的技术指标、工作模式、适用工况进行分析,指出并联机器人可以满足太阳翼对接精度和工况要求;最后,提出了基于激光跟踪仪的并联机器人太阳翼对接方法。     

基于混合推理的飞机结构件变型设计

基于规则推理（Rule-based reasoning,RBR）与实例推理（Case-based reasoning,CBR）相混合的推理方式,对飞机结构件智能设计方法进行了研究。首先,结合模糊理论和规则推理技术,对飞机结构件设计要求的模糊属性进行处理,设计了飞机结构件智能选型系统,实现对飞机结构件的类型选择;其次,运用最近相邻算法与灰色关联分析理论,对飞机结构件设计要求的数值属性进行处理,实现了飞机结构件的实例检索与评价,此后将得到的最佳相似实例进行变型设计,得到目标实例;最后,以型材为例验证了混合推理智能设计系统的可行性。     

一种大角度大负载展收机构设计与优化

针对为实现交会对接系统可重复使用而产生的可展收防热装置设计需求,提出了一种双四连杆串联式防热罩展收机构,建立了ADAMS仿真模型,以大传动角、避免杆间重叠干涉以及展开位置死点自锁为约束条件,对展收机构的铰点位置和连杆长度等参数进行了优化设计,实现了四杆机构在死点位置时防热罩展开180°的几何特性,具有断电保持能力。通过对大惯量负载的驱动力分析,确定了最小驱动力矩(64.6 N·m)。可实现大角度、大负载重复展收。     

基于遗传算法和 Vague集的液压位置控制系统自适应 PID控制

在被控对象模型精度不高的情况下,设计了一种自适应PID控制方法,提高其鲁棒性,以确保系统的响应具有最优的动态性能和稳态性能。该方法在常规PID控制的基础上,引入智能技术,在线实时调整PID控制器的3个参数。该控制器主要由3部分构成:一是采用遗传算法优化模糊推理规则;二是精确的Vague集推理规则表;三是基于Vague集相似度量的自适应PID控制。仿真结果表明,该控制方法响应速度快,稳态精度高。     

空间站姿态控制系统实时仿真研究

研究了五棱锥构型的单框架控制力矩陀螺群作为执行机构的空间站姿态控制系统的实时仿真问题.根据空间站姿态控制系统的实时分布式仿真要求设计了仿真节点结构,综合了四种网络连接形式构建系统的实时网络环境,说明了仿真系统软、硬件平台的选择,以及系统仿真中的调度设计问题.最后对整个系统进行了分布实时仿真,运行结果说明了这种空间站姿态控制系统方案是可行的.     

电压模糊控制器的设计

讨论了某电压模糊控制器的设计步骤,采用查表控制方法来实现模糊控制,即输入量的模糊化、模糊规则推理和输出量的反模糊化都通过查表实现.建立了模糊控制查询表,供模糊控制器在线查询,系统响应速度较快,具有较好的控制效果.     

一种空间超大型可展开柔性聚光器

面向空间太阳能电站（SSPS）对大口径太阳能聚光器的应用需求,提出一种超大型、轻量化、高精度的空间可展开柔性聚光器的新构型。采取理论建模、计算仿真、优化设计相结合的方法对其抛物面构型原理、展开机构折展原理、展开态结构稳定性、动态聚焦精度等问题进行研究,并完成大口径可展开柔性聚光器的设计。提出了基于多层弹性花瓣镜体复合结构的大口径柔性聚光器优化创新设计方法。由于采用薄板柔索结构,本聚光器具有精度高、展收体积比大、质量轻、在线控制简单等优点,为空间太阳能电站千米级聚光器提供一种创新设计方法。     

一种智能飞行控制系统的设计与仿真

 本文讨论了一种智能飞行控制系统的设计,提出了系统的基本结构,仿人智能控制的基本原则,特征模型的划分和智能控制规律的构成。据此,设计了系统的知识库、数据库、规则库和推理机构。同时对某型飞机用数字仿真证明了这种系统具有优良的控制品质、很强的鲁棒性和适应性,以及良好的解耦能力。     

空间站柔性展开机构仿真方法研究

空间站展开机构是典型的大型多柔体系统,其展开收拢过程涉及非线性大变形以及接触碰撞问题。首先采用绝对节点坐标法作为柔性体的建模方法,建立了梁单元的有限元单元格式,然后基于拉格朗日方法和Hertz接触理论建立了考虑接触碰撞问题的柔性多体系统动力学方程,采用向后差分方法数值求解柔性多体系统的微分代数方程,最后以自由梁、简支梁和柔性单摆进行数学仿真验证。结果表明,该方法可用作我国空间站大型柔性太阳电池翼的设计分析参考。     

中国空间站分布式运行控制模式

空间站任务飞行事件密集、参与单位众多、协同关系复杂,为高效、可靠、安全组织空间站运行控制工作,提出了优化一种模式、建好一个平台、形成新型机制的总体思路,运用系统工程思维设计了以5类中心为骨干、异地容灾中心备保的分布式空间站运行控制体系架构。给出了关键任务段适当集中、长期运行段完全分布的联合运行控制模式,进一步提出分布式运行控制平台、容灾备份系统等重点发展完善方向。该模式具有较高的可靠性、安全性和实施效率,能够较好地适应空间站长期在轨、航天员连续驻留的任务场景,可保障中国空间站运行控制工作可持续运转。     

基于本体和SWRL的飞机线束协同研制知识集成框架及实现

以我国军用飞机线束研制为背景,应用本体技术针对设计与制造的协同方法展开研究。针对飞机线束工程更改频繁的特点,以及不同机型对相同工艺知识共享的需求,总结了研制过程中一致性校验知识、元器件适配知识和制造工艺知识,采用本体模型、SWRL规则工艺知识表达和描述,通过基于规则和约束的本体推理、本体映射等知识管理方法的研究,实现了设计和工艺之间的产品数据一致性验证以及知识集成方法,提高了产品并行研制效率。     

某型飞机环控系统故障诊断系统设计

针对飞机环控系统故障的复杂性与不确定性以及单一故障诊断方法存在的缺陷,设计了融合案例推理(CBR)和规则推理(RBR)的某型飞机环控系统故障诊断系统。提出了以CBR为前导,RBR为后置补充的故障推理模式,并在此基础上对案例特征权值、相似度计算以及规则知识表示进行优化设计,提高了系统诊断的效率和准确率。     

一种基于TCBR与RBR融合推理的试飞支持信息系统

深入研究了基于文本案例的推理(TCBR)、基于规则的推理(RBR)及两者融合的人工智能技术,并首创性地运用于先进战机的试飞支持信息系统,由此构建了先进战机智能化试飞支持信息系统的整体框架。建立了其案例库、规则库和知识库的结构。采用Tomcat7、IK Analyzer、GWT、MySQL等运用软件进行开发。实现了理解问答、智能搜索和案例推理等功能,对于试飞工程师还增加了数据库维护及试飞文档编写助手等功能。运行结果表明:系统整体构架设计合理实用;特别是TCBR和RBR的融合运用使系统体现了接近人类思维特点的智能化特征。