一类强耦合强不确定性强非线性快时变系统复合控制

分析一类强耦合强不确定性强非线性快时变系统的控制问题。基于系统力学特性和动力学特性,提出一种复合控制方法。该复合控制方法由三个核心模块组成,依次为强耦合强不确定性控制模块、强非线性快时变控制模块、智能调度模块。以某典型强耦合强不确定性强非线性快时变特性飞行器对象为例,给出了采用该复合控制方法的详细设计。最后,在精确的仿真模型基础上,考虑天地不一致性情况,进行了多组仿真分析,仿真结果表明,该方法有效、可靠。     

火星探测天线组阵数据接收技术研究和验证实验

为了满足我国首次火星探测任务的需要,确保探测器有效载荷科学数据的顺利下传,将采用天线组阵的方式进行数据接收。天线组阵数据接收技术在航天工程中的应用国内尚属首次,为此开展了信号合成方法和处理流程的研究,提出了利用模型计算和基于科斯塔斯环的搜索估计相结合的初始时延和多普勒频差快速估计方法。利用现有的密云站50 m天线和昆明站40 m天线,以嫦娥3号着陆器数传信号为实验对象,开展了天线组阵与数据接收技术检验实验。研究和实验结果表明,全频谱合成方法优于符号流合成方法,其合成损耗小于等于 0.45 dB ,可用于我国首次火星探测任务天线组阵的信号合成;初始时延和多普勒频差快速估计方法可提高广域组阵信号互相关的搜索效率;所确定的信号合成技术流程和数据处理方法可用于后续信号合成软硬件设备的研制和开发。     

基于傅里叶展开的电动力绳系卫星最优控制

电动力绳系卫星的推力幅值较小且方向固定,完成轨道机动任务的周期长,其最优控制问题的求解比较困难.采用在傅里叶空间描述的轨道动力学模型,将控制量电流表示为傅里叶级数的形式,并推导了用傅里叶系数作为参量的椭圆轨道运动的平均轨道根数方程.在此基础上构造了电动力绳系卫星轨道机动的最优控制模型,通过直接配置法将其转化为非线性规划...     

热离子质谱分析仪的研制及定标

热离子质谱分析是空间等离子体探测的核心技术之一.热离子质谱分析仪采用了半球形静电分析器结合基于碳膜的飞行时间系统方案,是目前应用最广泛、最成熟的空间热离子质谱分析技术.热离子质谱分析仪解决了三项关键技术,即5mV高分辨扫描高压,10~20nm超薄碳膜处理以及30kV超高加速电压.分析仪原理样机在瑞士伯尔尼大学完成了定标试验,实现指标参数如下：能量范围为0.499eV~29.94keV,能量分辨率为10.5%;能够实现离子成分H⁺,He⁺,O⁺的分辨;视场范围为360°×8.4°,角度分辨率为22.5°×8.4°.基于热离子质谱分析仪的研制基础,可以进一步开发出更高质谱分辨、更大探测视场以及小型化的等离子体探测载荷.

     

火星探测微流星体环境模型及风险预测

微流星体是自然存在的微型天体.在太阳系空间范围内,微流星体的主要起源为彗星及小行星.在地球至火星的空间范围内,微流星体的飞行速度范围为24.13~42.2km·^-1.高速飞行的微流星体一旦撞击火星探测器,将有可能对探测器造成毁灭性的损害.本文基于太阳神探测器的观测结果及彗星轨道观测统计结果,针对火星探测,分别建立了地火转移段及环火飞行段的微流星体环境模型,并基于有限元离散方法建立了火星探测任务的微流星体碰撞风险预测方法.设计了一个虚拟火星探测器,分别对其在地火转移段及环火飞行段的微流星体撞击通量进行了分析.结果显示,在探测器有效任务期内,探测器正面受微流星撞击次数约为背面的10倍.根据本文模型计算结果,将探测器顶板铝合金蒙皮的厚度增加至0.7mm后,在整个任务周期内可将探测器正面受微流星体撞击出现击穿损伤的风险降低为每平米7次.     

高分辨率相机大功率焦面热设计及验证

为保证高分辨率相机焦面的工作环境,尽量降低CCD组件工作时的温升,需对焦面进行热控设计。文章在分析某高分辨率相机焦面热控特点的基础上,根据其结构与安装位置,提出以柔性导热索与固定辐射板结合补偿加热控温的热控方案,并对散热路径进行了设计。利用热分析软件建立相机的热模型并进行仿真计算,结果表明：焦面连续工作600 s后,电箱壳体温度在15.0～24.1 ℃之间,CCD组件温升11.1 ℃;而采用增加相变热管的设计方案后,CCD组件的温升降低至7.2 ℃,满足热控指标要求。最后,对相机进行热平衡试验,结果显示,焦面连续工作600 s后,电箱壳体温度在15.1～22.6 ℃之间,CCD组件最高温升7.2 ℃,与热分析计算结果吻合较好,表明针对该高分辨率相机焦面的热设计正确、可行,为大功率焦面的热控设计提供了参考。     

An Introduction to Magnetosphere-Ionosphere-Thermosphere Coupling Small Satellite Constellation

A future Chinese mission is introduced to study the coupling between magnetosphere, ionosphere and thermosphere, i.e. the Magnetosphere-Ionosphere-Thermosphere Coupling Small Satellite Constellation (MIT). The scientific objective of the mission is to focus on the outflow ions from the ionosphere to the magnetosphere. The constellation is planning to be composed of four small satellites; each small satellite has its own orbit and crosses the polar region at nearly the same time but at different altitude. The payloads onboard include particle detectors, electromagnetic payloads, auroral imagers and neutral atom imagers. With these payloads, the mission will be able to investigate acceleration mechanism of the upflow ions at different altitudes. Currently the orbits have been determined and prototypes of some have also been completed. Competition for next phase selection is scheduled in late 2015.     

微重力下层流扩散火焰碳烟生成过程

根据详细的燃料氧化机理和多环芳烃生成机理,对乙烯同轴射流火焰在重力变化下碳烟生成情况进行计算.认为碳烟的初始成核是由两个较大的多环芳烃（PAH）二聚而成,碳烟的表面生长机理为HACA,凝结过程主要考虑PAH与碳烟的碰撞吸附,碳烟生长和氧化过程耦合在分节气溶胶模型中.计算结果表明,微重力条件下乙烯同轴射流火焰峰值温度下降230K,碳烟浓度显著增加,且浓度峰值在微重力条件下更加偏离中心线.分析重力变化对碳烟前驱体乙炔和多环芳烃的分布、初始成核速率、表面生长速率及凝结速率的影响.结果表明碳烟在中心轴线上主要是通过凝结过程生成的,且微重力条件下PAH在碳烟表面的凝结更加重要.由于微重力条件下停留时间更长,导致碳烟直径更大.     

从博弈角度探析漠视违规现象

漠视违规不仅是对微观个体(受害人)的利益伤害,从福利经济学的角度考虑,还给总体社会福利带来极大损失.利用博弈的方法解释、分析了这种现象,并提出了对策.