卫星在轨主要故障模式、原因分析及措施建议

分析国内外近10多年来的卫星在轨故障情况,总结6类灾难性及严重在轨故障模式;提炼出星上典型设备/部件的主要在轨故障模式。在此基础上,从新技术及新状态的地面验证充分性、复杂工艺的稳定性、元器件及电装质量、空间环境影响、软件设计、地面操作等方面分析在轨故障的主要原因,并给出措施建议,旨在为卫星系统可靠性设计、主要设备/部件的薄弱环节识别及可靠性设计提供参考。     

国外宇航故障模式探讨

火箭、导弹和宇宙飞行器的各个系统或部件,在研制、试验和使用过程中,均可能因外部苛刻条件与内部固有缺陷的综合作用而发生故障,甚至导致严重后果。各种宇航故障千差万别,起因繁杂,给故障的分析、排除和预防以及设计、材料、工艺、试验的改进带来不少困难。为提高宇航故障分析的有效性和准确性,减少盲目性,加大反馈效     

卫星在轨故障全数字仿真平台设计

以通信卫星为例,分析卫星已经发生的和可能出现的在轨故障信息,利用数据库与面向对象技术对在轨故障现象与故障排除过程的仿真进行建模,设计了一种通过遥测信息显示故障仿真过程的全数字仿真平台,可为卫星在轨故障的辅助分析与定位、故障解决预案的制定提供验证手段。     

末制导雷达航向电位器可靠性工艺研究

ＤＭ－３Ｃ、ＤＭ－３Ｂ雷达虽然已定型多年，但与其配套的航向电位器却经常发生故障。针对生产中遇到的问题进行了分析试验，结果表明，航向电位器的可靠性与绕组材料和触点材料的机械性能、绕组材料的挂漆温度及涂敷ＤＪＢ－８２３保护剂的工艺等因素有关。通过提高绕组材料、触点材料的机械性能和完善工艺方法，提高了航向电位器的可靠性与寿命，满足了生产的需要。     

某机载图像/遥测发射机故障检查与排除方法

遥控遥测是无人机与地面控制人员信息交互的基本手段。针对某型机载图像/遥测发射机工作异常,从工作原理着手,进行机理分析,建立故障树,逐层深入排查,最终完成故障定位和排除。该方法可为同类设备故障排除提供借鉴。     

卫星姿态控制系统自主故障诊断与重构

以某极轨对地观测卫星为背景，分析了姿态控制系统中单机部件出现故障时，系统将会出现的状态态变化情况，找出故障部件的判定方法，；提出采用产生式规则与框架的混合知识表示结构，描述系统及其故障特点，并提出了系统发生故障时，故障部件的自主隔离，、备份部件的自主切换和系统重构方案，仿真初步验证了该方案的可行性。     

空间光学遥感器扫描运动部件运动学与动力学分析方法研究

利用CAE的建模及仿真技术并应用运动学和多体动力学分析软件 (RecurDyn)与结构力学分析软件 (Nastran)相结合的分析研究方法为解决某类带扫描运动部件的空间光学遥感器的运动特性分析及设计提供了参考 ,对该运动机构设计的合理性进行了初步分析评估     

计算机控制在直线电位器线性度修刻机上的应用

电位器线性度修刻机是电位器生产厂为保证和提高电位器的线性度修刻质量专门研制的一项生产设备。七十年代以来,能承受恶劣环境(指温度、湿度和振动条件等)使用寿命较高的合成膜电位器和导电塑料电位器逐步替代了线绕电位器,并开始广泛地应用于军工产品。然而如何保证电位器的线性度则成为一项突出的技术难题,一直没有得到很好解决。国外资料也未见有报道。有关单位曾在75年前后联合研制过程序控制修刻机。这里介绍我们自行研制成功的计算机控制直线电位器修刻机。这是国内在电位器修刻机上第一次应用计算机技术。     

空间光学遥感器扫描运动部件运动学与动力学分析方法研究

利用CAE的建模及仿真技术并应用运动学和多体动力学分析软件(RecurDyn)与结构力学分析软件(Nastran)相结合的分析研究方法为解决某类带扫描运动部件的空间光学遥感器的运动特性分析及设计提供了参考，对该运动机构设计的合理性进行了初步分析评估。     

发动机尾喷口作动筒漏油故障分析与排故

本文针对发动机喷口作动筒漏油故障现象,从工作原理、失效机理等方面进行故障原因分析。通过影响因素分析,得出密封圈失效的原因是由于密封圈发生扭曲损伤,而造成密封圈扭曲损伤的原因主要是由于密封圈、密封槽及活塞杆的配合尺寸不合理所致,并提出了改进措施,对同类型作动筒漏油故障的排除具有指导意义。     

PI控制在空间相机精密控温上的应用

以某空间相机镜筒作为控制对象,建立了热分析模型,提出了基于积分分离式比例积分(PI)主动热控制的温度控制方法。积分分离式PI算法采用增量式计算、位置式输出,将输出的加热功率值转换为一个控温周期内的加热时间。以相机镜筒的热分析模型为基础,通过Ziegler-nichols参数整定方法获取积分分离式PI算法的比例参数和积分参数,利用热分析软件Thermal Desktop对空间相机镜筒进行了热分析,获取控温算法的控温性能。结果表明:积分分离式PI控制方法响应快,消除了稳态误差,较比例(P)控制具有更好的动、静态特性,适用于有高精度控温需求的主动控温设计。     

月球着陆器典型故障模式分析

为提高月球着陆器着陆可靠性,需识别潜在的故障模式对稳定性着陆带来的影响。建立了着陆器的动力学模型,给出了着陆器着陆时的七种极限工况,作为故障模式分析的基础;针对动力下降段三种典型故障模式,即主发动机延时关机、储箱残留液体着陆和触月信号延迟发出,建立与延时关机对应的上抛、平抛运动和数学关系,与残留液体着陆等效的单摆模型,施加触月信号延迟发出所产生的推力曲线,利用Adams软件进行动力学仿真;结果表明储箱残留液体着陆影响较小,另外两种故障模式使着陆时抗倾倒性能和缓冲性能恶化,增加着陆不稳定性。     

单相流体回路地面试验研究

为了对流体回路系统设计参数确定提供指导,通过地面试验方法,研究了低温和外界环境变化时单相流体回路的阻力特性、工质补偿、控温算法等。介绍了地面试验系统的组成、试验方法和相关试验结果,并重点对外界环境突变时的控温结果、控温目标点与控温装置作用点分离时的控温震荡以及低温下补偿器的补偿能力测试结果进行了分析。试验结果表明,在外界环境剧烈变化时会出现温度过冲,过冲可达到10 oC;此外,由于控温点和控温装置作用点的分离引起的相位差,会导致系统控温失败。这些结果对载人航天器流体回路的泵、换热器设计以及工作状态分析具有一定的参考作用。     

航天器总装过程的质量控制方法

为实现航天器零缺陷的质量管理目标,文章在梳理出导致航天器总装过程质量异常的工艺、操作、设备及材料等方面原因和总装生产流程优化的基础上,应用风险控制理论对各单步工序进行风险点识别和评估,使用多品种、小批量质量统计方法进行过程质量闭环控制,使得航天器总装生产质量得以有效提高。     

基于关键事件的系统级单点故障识别方法及应用

系统级单点故障严重影响航天器任务的成败。为全面识别系统级单点故障模式,文章提出了基于时域空域分析、故障树分析（FTA）和故障模式影响分析（FMEA）相结合的关键事件系统级单点故障识别方法,并在交会对接任务中得到了应用。通过对识别的单点故障模式相关设备采取在轨补偿措施或过程控制措施,降低了任务风险,保证了交会对接任务的成功。该故障识别方法具有一定工程应用价值。     

一种导电塑料膜电位器辐照试验研究

导电塑料膜电位器是一种空间应用较为广泛的测角装置,但国内空间应用经验较少。尤其是针对其空间耐辐照特性还没有开展过相关试验研究,这是该种电位器能否用于空间长寿命机构中的核心问题之一。文章给出了针对电位器进行辐照试验的试验方法和原理,并对电位器辐照前后的性能进行了对比。试验结果表明该电位器的辐照性能满足型号需求,为其后续应用于空间长寿命机构提供了参考。     

状态/输入约束下飞-推一体化的保性能安全控制

基于飞行-推力一体化思想提出了一种针对搭载超燃冲压发动机的吸气式高超声速飞行器速度通道的状态/输入约束自适应鲁棒保性能安全控制方案。首先根据超燃冲压发动机的机理分析与计算流体动力模型数据，建立了安全子系统与性能子系统面向控制的仿射非线性模型。之后基于障碍Lyapunov理论与动态面设计方法设计了一套安全子系统状态约束控制器，从理论上保证了飞行器在跟踪指令的全过程中，发动机相关状态不会触碰安全边界，并结合自适应技术与辅助系统提高了该控制系统的鲁棒性。针对性能子系统设计了一套鲁棒自抗扰控制器，达到“保证安全的前提下不折损性能”的目的。仿真结果表明所设计的控制系统可以在保障安全的同时达到预想的性能，并显著放宽了超燃冲压发动机对飞行器飞行姿态的约束，保证了高超声速飞行器的机动灵活性。     

空间六自由度机构的容错性能研究

空间并联机构通常服务于军事、气象领域中重要的通信设备,其运行过程中的容错能力至关重要。空间六自由度机构在轨应用中,单个支链出现故障会导致整个机构的功能受限,开展对高精度六自由度机构容错性能的分析和研究,对于空间六自由度机构在轨运行具有重要的意义。利用空间六自由度机构的冗余自由度进行了容错性能的分析与研究,设计并研制了惯性式压电六自由度机构样机,验证了机构在失效环境下的容错性能和可靠性,有效保障了故障状态下的工作性能。     

分形粗糙表面掠入射时的全极化指数计算

为分析经典解析法不能有效求解掠入射时粗糙表面的散射特性,用高阶微扰法计算了二维分形导体表面的后向散射系数。计算值与测量值的比较证明了高阶微扰法的有效性。对不同粗糙度下掠入射时全极化指数的研究,获得了不同入射条件下极化指数与掠入射角余切函数曲线的拟合和有效表达式,修正了前人的结论,并发现用高阶解析法可区分粗糙表面的类型。     

导弹姿态控制伺服系统的变结构控制

为消除导弹姿态控制伺服系统变结构控制中的抖振，在状态轨迹与滑动平面夹角变结构控制律的基础上，将原来的二阶系统扩展为n阶。所设计的控制律兼具连续控制律与非连续控制律的优点，动态品质优良。仿真结果验证了理论分析的有效性。