针对在轨维护的爬行机器人足粘附机理研究

针对空间合作目标航天器在轨维护任务需求,提出一种新型结构的空间爬行机器人,可搭载于抓取机械臂上,在主动航天器和故障目标形成连接后,爬行移动到故障目标上需要维修的位置进行维修精细操作。该机器人移动系统主要由压电驱动腿、微修饰粘附足组成。其微观粘附足借鉴壁虎刚毛的粘附机理,设计微米级微阵列的机器人足端结构。在上述结构设计基础上,利用离散元软件建立其仿真模型,对壁虎的强吸附能力和快速脱附能力进行理论建模分析,建立单根刚毛在不同状态下的受力模型,模拟刚毛在不同脱附角下的粘附和脱附的过程,对其单个刚毛的粘附特性进行分析。仿真结果表明:在空间零重力环境下,通过不同运动方式可以实现单个刚毛的吸附和快速脱附的能力。为后续实现机器人足的吸附和快速脱附的能力提供了理论支持。     

柔性多体航天器单向递推组集建模方法

本文提出一种面向计算机建立柔性多体航天器动力学方程的新方法，其特点是完成运动学正向递推同时实现动力学方程的组集。这种方法不仅可提高航天器、空间机械臂动力学仿真的计算效率，而且可有效地克服数值积分病态的困难。文末一个空间四杆柔性机械臂的算例验证了这种建模方法的上述优点。     

地面效应中前飞旋翼的自由尾迹计算

发展了一种自由尾迹模型,用于对地面效应状态下的旋翼前飞流场进行数值模拟,并求解该状态下的旋翼气动特性.为了扩大模型的适用范围,使用了面元法模拟地面对流场的影响.为提高尾迹迭代的收敛性和精度,在计算模型中引入了地下尾迹等比例修正、环式地面面元分布等改进措施.结果显示:前进比增加,地面附近的旋翼流场由环流模式转变为地面涡模式.在前飞速度很小时出现的环流,对旋翼前缘的轴向下洗速度影响十分强烈,导致此时出现随前进比增加,旋翼拉力减小、需用功率几乎不变的特殊现象.将得到的旋翼气动特性参数随前进比变化情况同实验值进行了对比,证实了新构建模型的准确性.      

非结构网格的高超声速粘性MHD流场数值模拟

应用数值方法在非结构网格上对磁场干扰下的二维高超声速钝头体粘性绕流进行了数值模拟。控制方程为N-S方程耦合Maxwell方程的粘性MHD方程组,空间离散采用有限体积方法,对流项用AUSM格式计算,粘性项用中心格式求解,时间推进用显式5步Runge-Kutta格式,引用双曲型散度清除技术加强▽.B=0的条件。计算模型为二维钝头体,在高超声速来流条件下,分别对有、无均匀磁场干扰下的流动进行了数值模拟。计算结果表明,在均匀磁场干扰下,激波脱体距离显著增加,物体表面压力急剧下降。对比表明文中发展的计算方法可以准确地进行二维粘性MHD流场的数值模拟。     

光纤光栅预拉力调节方法与温度补偿分析

为了在光纤光栅的封装阶段产生预期的应变,需要对光纤光栅施加一定的预拉力。通过设计刀口铰链形式的平衡杠杆机构,保证了光纤不发生弯曲,并最大限度的减少了摩擦力带来的不稳定因素。利用调节块的重力并设置不同的作用点,可以对作用于光纤光栅的轴向拉力进行调节,从而改变光栅的间隔周期,得到准确的应变与反射波长值。通过计算得到温度补偿比,在相应位置处点胶固化并进行调节,从而完成光纤光栅的封装。     

顾及不确定性分析的多数投票SAR影像变化检测

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）影像变化检测是遥感领域的一个重要研究方向。文章以投票法（Majority Voting,MV）为基础,提出一种全新的顾及不确定性分析的SAR影像变化检测方法（Uncertainty Analysis-based MV,UAMV）。首先选取三组典型的差分影像生成算法,生成三组互补的差分影像。然后使用模糊C均值聚类估算每组差分影像的关于变化类和未变化类的模糊隶属度函数。最后用模糊集合和信息熵理论优化MV,构建顾及不确定性分析的多数投票法,并用所构建方法融合三组差分影像的模糊隶属度函数,生成变化检测图。为验证文章方法的有效性,通过三组真实SAR影像数据进行实验分析。实验结果表明：1）通过用信息熵分析MV融合过程中的不确定性,能够显著提高MV的变化检测性能;2）与7种现有相关算法相比,UAMV方法能够取得更优的变化检测结果。该研究为SAR影像变化检测提供一种新的思路和方法。     

电脑多功能计时计分大屏幕显示系统

本文简要介绍了电脑多功能计时计分大屏幕显示系统。其内容包括:系统的组成、显示原理和显示方式,系统中的微计算机以及驱动电路和屏幕显示的控制等。该系统是一个用汽车灯泡作发光元件,构成分块式点阵的假“满天星”屏面,并采用5台Z-80单板机进行分布控制的大屏幕显示系统,现已安装在南京航空学院体育馆内,经多次使用表明,它在汉字、西文、计时计分的显示以及技术资料统计等功能上均符合国际、国内篮、排球等比赛要求,在同类系统中已达到国内先进水平。采用多台Z-80微计算机间的通讯进行分布控制来实现多功能大屏幕显示,是本系统的一大技术特色。     

绘制等值线的一种新算法

本文以非矩形离散网格和任意离散数据点集的情况为背景,首次将数据结构引进等值线的求解中,给出在三角形网格上绘制等值线的一种快速、简洁、通用的算法。     

Ambiguity resolution in precise point positioning with hourly data for global single receiver

Integer ambiguity resolution (IAR) can improve precise point positioning (PPP) performance significantly. IAR for PPP became a highlight topic in global positioning system (GPS) community in recent years. More and more researchers focus on this issue. Progress has been made in the latest years. In this paper, we aim at investigating and demonstrating the performance of a global zero-differenced (ZD) PPP IAR service for GPS users by providing routine ZD uncalibrated fractional offsets (UFOs) for wide-lane and narrow-lane. Data sets from all IGS stations collected on DOY 1, 100, 200 and 300 of 2010 are used to validate and demonstrate this global service. Static experiment results show that an accuracy better than 1 cm in horizontal and 1–2 cm in vertical could be achieved in ambiguity-fixed PPP solution with only hourly data. Compared with PPP float solution, an average improvement reaches 58.2% in east, 28.3% in north and 23.8% in vertical for all tested stations. Results of kinematic experiments show that the RMS of kinematic PPP solutions can be improved from 21.6, 16.6 and 37.7 mm to 12.2, 13.3 and 34.3 mm for the fixed solutions in the east, north and vertical components, respectively. Both static and kinematic experiments show that wide-lane and narrow-lane UFO products of all satellites can be generated and provided in a routine way accompanying satellite orbit and clock products for the PPP user anywhere around the world, to obtain accurate and reliable ambiguity-fixed PPP solutions.     

变体飞行器智能变形与飞行控制技术研究进展

变体飞行器在航空、航天和兵器等领域具有极为重要的应用前景。智能变形与飞行控制技术是包含众多学科和应用的综合性技术。首先归纳了变体飞行器的具体分类及特性,分析了变体飞行器的变形结构和智能材料发展状况,研究了变体飞行器的动力学建模与飞行控制技术,总结了变形技术在微小型飞行器、无人机、高超声速飞行器以及导弹等领域的应用现状,最后展望了全局高度仿生化和高速跨域化、结构与控制耦合影响机制、智能材料和变体结构驱动一体化等亟待突破的关键技术。