继电器电路潜通路分析的一种方法

通过继电器线包与继电器开关的串并联组合实现的电路,当测试过程出现异常动作或状态时,电路状态可能会根据当前状态与开关动作改变,出现与设计目标背离的状态,引入潜通路。本文根据继电器电路网络的电气特性,结合图论的理论设计分析模型,建立状态方程,确定电路不同初始状态下的各种响应及最终电路状态,依据最终稳态查找潜在通路,发现电路设计薄弱处,以便提高电路的安全性与可控性。     

基于神经网络的潜在通路分析

针对传统潜在通路分析过程复杂、劳动量大的缺陷，提出了基于神经网络的潜在通路分析。神经网络的输入为系统元件的定性状态组合，输出为预测实现功能组合。利用元件与设计功能之间的关系，形成神经网络训练样本。经过训练后，神经网络预测所有元件状态组合实现的功能，然后通过与设计功能的比较，确定电路的潜在通路。经仿真验证，此方法进行潜在通路分析时的正确率达到了92％，而且分析的工作量比较小。     

高压大功率多电平技术研究

介绍了一种用于高压大功率条件下的升压型三电平变换器.给出了变换器的拓扑结构,以及4种工作模态.分析了电路开关管和二极管的电压应力,讨论了开关管和二极管分别发生短路失效时的等效电路,并用实验进行了电路应用的可行性验证.分析了高压大功率升压型三电平变换器工程化实现中的关键器件选型和电路单管失效模式下性能提升等有待解决的问题.     

一种新型行波管电源高压开关电路

在某型号任务中研制成了一种新的行波管电源高压开关电路。该电路选用COMS组件,实现了对行波管加电程序进行控制的功能。和以前的电路相比,用电子开关取代了机械开关,提高了可靠性,体积和重量比原来电路减小三分之一。该电路元件少,电性能好,抗干扰能力强,给行波管电源外围电路的小型化研究奠定了良好的基础。     

等离子体点火用高压电源设计方法研究

根据等离子体点火对高压直流电源的要求,选用具有电容型滤波器的LCC串并联谐振变换器为主电路拓扑结构,针对电感电流连续模式下的谐振变换器,在对其工作原理分析的基础上,用基波近似法推导出变换器的稳态模型,建立了变换器的等效电路,并给出了便于工程设计的电路的数学描述.通过研究各参数对电路性能所造成的影响,设计最优化的参数以保证开关管在全负载范围内实现零电压开关,有效降低了开关管的热损耗.详细介绍了电源系统的组成和电路参数的设计方法,针对该设计方案,通过仿真结果证实了理论分析的正确性.     

神舟号飞船微波重力水平开关发展及应用

全电子化微波重力水平开关是俄罗斯水银式微波重力水平开关的国产化替代产品。该产品采用加速度计检测重力场倾角,经检测电路放大后推动单刀双掷微波磁自锁开关实现状态切换。从而彻底解决了水银开关存在的诸多问题,使信号衰减最小,可靠性和寿命也大幅提高,在神舟号系列飞船的返回舱得到成功应用。重力开关技术已拓展应用于探月三期返回器伞绳天线和信标天线的选通控制。预测了该技术的下一步发展方向是智能化多端口重力开关系统。     

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。     

卫星电源系统短路暂态特性分析及对策

针对卫星电源系统短路故障导致母线电压跌落、业务中断甚至整星失效的问题,分别采用电路模型和数学模型的方法对短路后母线电压的暂态特性进行分析,指出故障持续过程经历母线电容放电、太阳电池阵动作、放电调节器动作、蓄电池经二极管直接供电这4个阶段,分析了各阶段母线电压的暂态响应及转换条件。随后,研究了发生稳态电压跌落的条件及其影响因素。针对航天器通常使用的快速熔断器保护,分析了母线电压跌落受熔断I~2T、短路通路阻抗、蓄电池内阻、蓄电池开路电压的影响程度。依据暂态特性的分析,提出接地优化方法以及蓄电池开路电压、短路通路阻抗和欠压保护点的配合设计方法,使得短路暂态过程母线电压跌落程度满足系统关键单机运行的需求。     

卫星主功率通路短路故障下工作模式分析

针对卫星主功率通路短路故障暂态响应复杂、主功率通路短路后能源系统底线不清晰的问题,文章围绕多重故障情况下太阳翼驱动机构环间短路故障、一次母线短路故障、地面电缆一次母线与蓄电池短路故障这3种主功率通路故障模式,分别提取了影响系统工作模式的关键因素并建立了模型,通过最坏情况分析,合理优化了模型规模,并基于仿真分析了3种主功率通路故障模式后能源系统的工作模式及响应过程。仿真结果表明：基于所述条件,3种主功率通路故障模式在故障发展的各阶段存在对能源系统关联性影响的风险,底线仿真结果可以为能源系统故障容限能力和保护设计提供参考。     

通信卫星转发器备份环开关最短路径搜索算法研究

针对通信卫星装载转发器数量增长迅速的现状,提出了一种备份环开关最短路径搜索算法,以解决传统人工枚举法搜索路径效率低的问题。首先,建立备份环开关的数学模型,将通道、开关和功率放大器作为节点,射频电缆作为边,用邻接矩阵表示备份环开关节点间的连接关系。其次,采用动态规划的方法,对于每一对节点,寻找是否存在另一个节点使得新路径比已知路径更短,如果存在就更新当前的最短距离,通过迭代得到任意两节点间的最短距离,组成最短距离矩阵。最后,根据最短距离矩阵从终止节点出发反复寻找最短路径中的前一个节点,直至回到起始节点,将各节点逆序排列即为最短路径的通过顺序。仿真结果表明:该算法能够快速准确地找到最优方案,耗时少于人工搜索的1%,可以显著提高转发器测试设计的效率。     

航天器锂离子蓄电池组均衡电路研究

锂离子电池在长期充放电过程中,蓄电池组内各单体电压的离散性会逐渐变大,致使整组电池寿命下降甚至失效,为此航天应用长寿命锂离子电池组必须采用均衡电路。文章对几种常用的锂离子蓄电池组均衡电路作了分析与比较,包括能量耗散型均衡电路和能量非耗散型均衡电路,介绍了其均衡工作原理;从轨道特性的角度总结了航天器电源系统对均衡电路的需求特点,据此分析了恒定分流电阻均衡电路、开关控制分流电阻均衡电路、平均电池电压均衡电路、开关电容均衡电路、DC-DC变换器均衡电路等应用于航天器电源系统的适用性,并给出了各均衡电路的应用分析结论。     

一种分形DGS单元结构设计及其在微带电路中的应用

文章设计出了一种新型的DGS单元——Minkowski分形哑铃DGS单元，并将其应用于微带电路的设计中。利用HFSS软件对相关电路模型进行仿真，结果表明，具有相同尺寸的一阶分形单元电路（缺口深度P=2／3）与普通的哑铃形DGS单元电路比较，谐振频率降低了1．1GHz。利用此分形单元设计电路，可以达到电路小型化的效果。     

阴影遮挡对太阳电池阵发电能力影响的仿真分析

航天器太阳电池阵的在轨发电能力会由于舱体等对太阳光的遮挡而受到影响。文章通过建立太阳电池电路模型,利用Saber仿真平台进行仿真,得到太阳电池单串电路遮挡片数与功率输出的关系曲线,利用MatLab进行了基于每个单串电池电路的遮挡计算,最终计算得到自主飞行阶段的阴影遮挡造成的太阳电池阵功率损失率。比较新计算方法与传统计算方法的计算结果表明,新方法的计算精度更高,尤其是在被遮挡的电池片数量较少时,新方法的优势更加突出。     

基于有效准则矢量生成的成像调度方法

进行高效成像调度是卫星控制的一项重要任务。通过将成像需求序列对应为有向图中的成像路径,结合成像调度问题特点,基于多个优化准则使用支配关系对成像路径质量进行综合评价,提出有效准则矢量生成算法。利用成像有向图的拓扑特性,基于时间顺序顶点选择策略进行顶点标记更新,生成出有向图中所有的有效准则矢量及每个准则矢量对应的一条Pareto优化路径。实验结果表明,获得的有效准则矢量数目小,算法可以在较短时间内得到多条具有代表性的优化成像路径,满足卫星成像调度的时间和性能要求。     

Yoshimura折痕的双指机械手设计与分析

折纸的连续弯曲、扭转、伸展收缩和线性运动的特性,使得折纸构型比较适合机械手机构设计;然而,折纸在机械手方面的应用特别是对非柱状的机械手应用较少。基于图论和折痕分配算法提出了一种基于Yoshimura折痕的双指机械手机构,该机构由对应折痕等效形成的销杆连接构成。通过对折痕进行几何分析研究了该机构的运动特性,发现双指机械手机构能够实现弯曲抓取,具有弯曲程度大、抓取适应性强和结构刚度大的优点。对Yoshimura折痕的双指机械手机构进行了三维结构设计,通过对双指机械手机构进行自由度分析和几何分析,发现双指机械手单元具有3个自由度,机械手每个单元上的杆间角度越大可抓取物体的半径越小,且随着机械手横向和纵向单元数目增加其可抓取物体的半径变大。     

基于星上动态指令调度的卫星使用效能提升技术

针对传统任务管理模式采用静态约束指令序列导致卫星使用效能的不足,提出一种基于有向图模型的动态约束自适应任务管理方案。采用面向用户的星地任务控制接口,利用地面仿真和星上实时遥测获取任务运行过程的动态约束参数,星载计算机据此动态生成任务指令序列。针对某高性能光学卫星的仿真试验表明,与传统任务管理模式相比,卫星操作接口复杂度减少88.5%,任务注入效率提升699%,有效载荷数据传输效率提升10%,全球数据获取能力提升11%,对我国区域的实时数据获取能力提升100%。方案对遥感卫星在轨运行管理具有借鉴意义。     

硅集成电路老炼时间确定和寿命预计

文章基于阿列纽斯经验公式,利用相关标准中的数据,拟合得到硅集成电路老炼试验温度和时间的关系,根据这种关系可以确定在标准未规定的高温下硅集成电路的老炼时间,同时预计了硅集成电路的工作寿命。最后基于经典的温度应力加速试验模型进行了分析,并与前者进行了对比。     

Multi-objective design optimization of the transverse gaseous jet in supersonic flows

The mixing process between the injectant and the supersonic crossflow is one of the important issues for the design of the scramjet engine, and the efficiency mixing has a great impact on the improvement of the combustion efficiency. A hovering vortex is formed between the separation region and the barrel shock wave, and this may be induced by the large negative density gradient. The separation region provides a good mixing area for the injectant and the subsonic boundary layer. In the current study, the transverse injection flow field with a freestream Mach number of 3.5 has been optimized by the non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA II) coupled with the Kriging surrogate model; and the variance analysis method and the extreme difference analysis method have been employed to evaluate the values of the objective functions. The obtained results show that the jet-to-crossflow pressure ratio is the most important design variable for the transverse injection flow field, and the injectant molecular weight and the slot width should be considered for the mixing process between the injectant and the supersonic crossflow. There exists an optimal penetration height for the mixing efficiency, and its value is about 14.3 mm in the range considered in the current study. The larger penetration height provides a larger total pressure loss, and there must be a tradeoff between these two objection functions. In addition, this study demonstrates that the multi-objective design optimization method with the data mining technique can be used efficiently to explore the relationship between the design variables and the objective functions.     

星上RS422接口电路的建模与仿真

基于最坏情况分析法结合叠加定理对星上RS422串行总线通信技术接口电路建立了等效电路模型,并结合节点电压法计算出了最坏情况下接收器输入端差分信号的电位,运用Matlab 7.0.1软件绘制出了该信号与偏置电阻之间的关系曲线,确定了偏王电阻阻值的选取范围,结合试验和工程实践给出了偏置电阻的最佳取值,保证了通信的可靠性.