空间机械臂抓捕动态目标快速稳定跟踪方法

面向空间机械臂对在轨飞行器、对接舱段等目标进行抓捕的应用需求,对近距离交会对接中的动态目标跟踪问题展开研究,提出了一种基于反向投影模板自适应更新的快速跟踪方法。该方法在分析发光目标灰度特性的基础上,计了一种能够充分表征目标差异的特征选取算法,有效消除了随变性较小的信息对跟踪过程的影响。利用该特征,设计了目标在不同帧之间的相似性比较方法,并制定了目标特征模版更新策略,解决了由于目标姿态和光线的变化而导致的跟踪错误问题。对跟踪过程中可能出现的目标移入移出相机视场问题提出了一种临界目标抛弃、找回策略,避免了目标的局部跟丢问题。最后通过跟踪试验,有效验证了该算法的实时性和鲁棒性,实现了10帧/s以上的稳定跟踪。     

火星探测UHF频段原位通信关键技术研究

火星是人类探索太阳系的下一个里程碑,由于地球和火星之间的距离非常遥远（最远距离约4亿千米,光行时约22min）,为了最大限度地完成火星车和地球之间的高效通信,火星车和火星环绕器之间的器间原位中继通信技术就显得尤为重要。针对大椭圆轨道下器间通信信噪比低、信号参数变化快、全自主要求高及质量功耗约束极为严苛等难点,提出了一种UHF频段器间原位通信技术,主要包括超高灵敏度高动态自适应信号解调、高精度多普勒测量、基于CCSDS Proximity-1的协议一体化集成融合和面向火星复杂环境的高集成度高收发隔离产品工程化设计,实现了捕获灵敏度优于-141dBm、解调灵敏度（1kbit/s）优于-134dBm、频率动态范围优于±26kHz、多普勒测量精度优于10mHz、收发隔离大于180dB、弧段内全自主高可靠高吞吐率通信及基于架构统型的系统/单机极限优化,相关指标优于美国系列火星探测器中的“Electra”。经祝融号火星车和天问一号火星环绕器、ESA“Mars Express”火星轨道器在轨实际测试,测试数据符合预期,为中国首次火星探测的圆满成功做出了重要贡献。     

交叉孔相贯处电解修形试验

为提高发动机燃油效率,延长燃油喷射体的使用周期、降低维护成本,利用电解加工技术和相贯结构的阴极开展燃油喷射体内交叉孔相贯处的去毛刺和过渡圆弧修形试验研究,实现电解去除交叉孔相贯处的毛刺,且达到修形后相贯处过渡圆弧半径R=(2.0±0.2) mm的目的。建立交叉孔相贯处电解修形过程的数学模型,基于COMSOL软件进行不同加工时间和电压下电解修形过程的数值求解,开展交叉孔相贯处电解修形过程的工艺试验,对比分析相同工艺参数下数值求解与修形试验得到的过渡圆弧半径,验证修形过程数学模型的准确性,得到相贯处过渡圆弧半径随加工时间和电压的变化规律。结果表明,加工时间t=360 s、加工电压U=12 V时和加工时间t=420 s、加工电压U=10 V时,数值求解与修形试验得到的过渡圆弧半径较好地满足了过渡圆弧半径R=(2.0±0.2) mm的要求,且修形后的交叉孔相贯处的过渡圆弧轮廓明显。     

硫酸盐还原菌对LY6腐蚀电化学行为的影响

用开路电位法,动电位扫描极化法和电化学交流阻抗频谱法(EIS)研究了LY6在不含硫酸盐还原菌(SRB)的无菌溶液和含SRB的有菌溶液中的电化学行为.结果表明SRB加速了LY6的腐蚀,且动态挂片的腐蚀速率大于静态挂片的腐蚀速率,铝合金开路电位随试验时间的增加而负移,有菌溶液中负移0.26V(SCE),无菌溶液中负移0.16V(SCE).从阳极极化曲线上观察到表观点蚀电位范围为-0.6~0.2V(SCE).电化学阻抗谱表明随着菌液培养时间的增加,极化电阻减小.      

超高速撞击航天器二次碎片云能量特性分析

为了评估空间碎片超高速撞击航天器的碎片云破坏能力,挖掘超高速撞击数值模 拟结果数据的应用价值,基于9.53 mm铝球以6.64 km/s速度对2.2 mm铝靶撞 击的Ls-Dyna/SPH(Smoothed Particle Hydrodynamic)数值模拟研究结果,对靶后碎片云的 粒子动能进行求和统计,建立了碎片云比动能概念和函数形式;碎片云比动能综合考虑了靶 后所有碎片云粒子的动能,反映了一定距离处垂直于撞击方向平面上单位面积上的碎片云粒 子所蕴含的撞击能量;应用碎片云比动能概念,揭示出随着演化距离的增加,碎片云能量的 衰减规律;通过不同速度条件下的SPH计算,得到了碎片云的比动能函数的曲线形式随撞击 速度的变化规律;最后对采用2种材料模型进行数值模拟所对应的结果误差进行碎片云比动 能函数的曲线比较,反映出数值模拟中不同材料模型引起的差异.      

高能量密度燃料HDF-1与金属材料的相容性

研究了高能量密度燃料HDF－1在贮存使用过程中与可能接触到的金属材料的相互影响，通过升温加速的实验方法，考察了燃料对金属表面的影响以及金属材料对燃料氧化的影响，结果表明，HDF－1对钛，铝金属表面无影响，对铜表面的影响小于3^#航空煤油（RP－3），铝，钛，铝镍合金对燃料体系无影响，而铜，铁对燃料氧化具有明显的催化作用，进一步研究表明，铁具有更强的作用效果，通过对照实验发现HDF－1与材料的相容性优于RP－3。     

金属板料冲压加工中的摩擦与润滑研究

讨论了金属板料与模具接触表面上的“边界摩擦”状态,提出了应根据不同的材质、变形方式及程度等采用不同的润滑剂配方,并阐述了润滑剂各主要组分在冲压加工中的作用。研究了广泛应用于板料加工中的湿膜润滑剂的成膜原理。介绍了自制的分别应用于不锈钢薄板深、浅拉深成形的两种水基润滑剂。     

连续谱数据的函数型主成分回归

对连续谱数据不做离散化处理,而是将光滑后的连续谱作为连续曲线,进行函数型主成分回归分析,以期获得既可降维又能减少信息损失的回归方程.在此建模过程中,还引入连续谱的导数曲线作为协变量,并给出函数型主成分回归系数的bootstrap置信区间.作为实证研究,对玻璃样品的X射线谱和样品中硅元素含量进行回归分析.研究结果表明,基于函数型主成分的回归分析对响应变量具有较强解释能力,同时其回归系数更加符合数据本身的特点,显示出新方法所具有的优越性与实用价值.      

多终端在星上多频时分多址系统中的分配

由于卫星资源有限并且昂贵,多频时分多址(MF-TDMA)接入方式被广泛应用于现代宽带通信系统的上行链路设计中。时隙分配算法的有效性是高效利用MF-TDMA系统资源的保证。针对卫星系统的特性,提出了一种基于函数权值的卫星时隙的分配算法,通过最优化权值的方法,有效地提高了资源利用率。通过仿真分析了不同业务的时延性能和信道利用率,并且与几种典型的分配算法进行了比较。仿真结果表明,文中的分配算法能够有效地提高信道利用率,在终端数量较多时,优势更为明显。文中提出的新算法简单,计算时间短,能够有效地在卫星网络中实现。     

电镀法制备超疏水性铜表面

在对天然荷叶表面观察的基础上,通过改变电流密度控制电镀层表面的形貌,制备出了仿荷叶结构的铜表面.随着电镀电流密度的逐渐增大,接触角先增大后减小,当电流密度为0.08 A/cm2时,镀层的表面结构与荷叶表面最接近,其疏水效果最好,接触角最大,达到了153.5°,滚动角为7.9°(小于10°).这种表面未经任何修饰就产生了超疏水性.这是处于Cassie模型的一种亚稳定状态,只要表面形貌特征满足一定条件,就可使水滴在亲水基体上处于Cassie模型的亚稳态,从而有可能产生疏水性甚至超疏水性.对亲水材料的疏水机理进行了探讨,这些结果对亲水基体上超疏水性表面的制备和现有疏水理论的理解具有一定的意义.