Bush有限单元原理及其在航天器结构建模中的应用

利用大量的数值计算确定了MSC.NASTRAN软件中广义弹簧单元（Bush）刚度阵的解析表达式,通过对比Bush元与剪切梁元的刚度阵,推导了Bush元参数与剪切梁刚度参数的对应关系,并利用展开状态的太阳翼结构和大型桁架结构的静力和动力分析验证了推导结果。该研究揭示了Bush有限单元的原理和所有输入参数的物理含义,有助于Bush元在结构有限元分析中的准确使用。     

空间大挠度梁的有限元动力学响应分析

从弹性梁的非线性应变位移关系出发,结合Hamilton变分原理推导出了作大挠度振动的空间梁的动力学有限元方程。方程中考虑了与变形相耦合的非线性惯性项。计算表明,作大挠度振动的悬臂梁的响应是由不同的谐波成分组成;在相同结构阻尼影响下,大挠度梁的稳态振幅比线性情况下的稳态振幅要低;非线性惯性项与弯扭耦合项对系统的动力学特性有比较明显的影响。     

一种可实现增益、带宽独立调控的低噪声MEMS加速度计接口电路设计

为了进一步满足振梁式加速度计(VBA)对前端放大接口电路增益、带宽以及噪声的更高要求,提出了一种适用于硅微振梁式加速度计的可实现增益、带宽独立调控的低噪声前端放大接口电路。该设计基于T型接口电路的两级拓扑结构,有效解决了增益、带宽和噪声之间的制约问题。通过仿真与实验结果表明,该设计在等效跨阻增益为40MΩ的前提下,最终实现了带宽为410kHz、相位误差为1.2°、等效输入电流噪声密度为■。基于该设计的实验样机在上电稳定后1h零偏不稳定性达1.156μg,相较于传统一级跨阻接口电路减小了49.2%(2.274μg),验证了该新型接口电路的可行性和优越性。     

基于杆臂补偿的多MIMU六方位倍速率标定方法

误差建模、标定与补偿是提高微惯性测量单元(MIMU)精度的关键,而杆臂效应是影响低成本微机电系统(MEMS)惯导精度进一步提升的瓶颈.针对杆臂效应引起的多MIMU标定误差问题,提出了一种基于杆臂补偿的多MIMU六方位倍速率标定方法.分析了杆臂效应影响多MIMU标定的误差机理,设计了一种六方位倍速率标定方案,建立了基于杆...     

低轨卫星缺失时序数据的模式识别方法

在航天应用中,低轨卫星经常会由于原始数据缺失而影响卫星时序数据模式识别结果,降低准确率。针对该问题提出了一种新型MR-GRU模型,可有效处理缺失时序数据,并获得较好的模式识别准确率。区别于传统模型的补全缺失数据的方法,MR-GRU模型直接在缺失时序数据上运用循环神经网络进行训练,对传统门控循环单元结构进行了改进,增加了两个新变量：掩蔽项和衰减项。掩蔽项作用于输入,衰减项作用于输入和隐层单元输出。MR-GRU模型不仅能够保持时序数据固有的时间特性,还能有效提高模式识别精度。在卫星时序数据上的模式识别试验表明,MR-GRU模型准确率优于传统模型。     

发动机燃油泵附件的管路动力学等效设计及实现

燃油泵附件的管路空间构型复杂,在振动环境试验中直接模拟难以实现。为满足试验要求,采用SEREP 方法对管路进行动力学等效设计,选取管路上特定结点为主自由度,并将原管路模型缩减至主自由度模型上,得到缩减质量和刚度矩阵;对子振型矩阵用SVD 分解,使得缩减质量和刚度矩阵进一步简化,得到低阶管路模型的新缩减质量刚度矩阵参数;提出“质量球—梁弹簧”结构模型,分别用“质量球”和“梁弹簧”来映射缩减的质量和刚度矩阵,进而可确定等效设计加工参数;最后通过实例验证了等效设计方法的可行性。结果表明：等效管路与原管路的第一阶频率误差大多数在10% 以内,满足工程应用要求。     

小型化S波段瓦式有源相控阵天线系统的设计研究

基于运载火箭天基遥测传输的需求和箭载平台对重量、空间及能量消耗的严格限制,本文设计了一种小型轻量化、高集成、低能耗的S波段瓦式有源相控阵天线系统。该系统包括天线阵列模块、发射组件阵列模块、功分网络模块、波束控制器及电源单元模块。本文阐述了该系统的工作原理、组成架构,并根据要求设计了天线阵列、发射组件、高可靠电源单元以及波束控制器等几种关键电路。经暗室实测,本系统中所研制的天线系统样机其波束宽度、轴比、方位面俯仰面±60°波束扫描范围内的ERIP等指标达到设计要求,与目前市场上同频段功能相似的砖式相控阵天线系统相比,其体积减小45%,重量缩减25%,能耗降低15%,更贴合箭载相控阵天线从体积、重量、经济上的应用需求,同时也为相关领域的相控阵天线系统研制提供了指导。     

基于IMU辅助的高动态GPS信号捕获算法

高动态环境存在较大的多普勒频移,传统的GPS信号捕获方法捕获时间较长。为了快速捕获到信号,提出将惯性测量单元(InertialMeasurementUnit,IMU)辅助与快速傅里叶变换(FFT)相结合的快速捕获算法。该算法通过外部IMU的位置、速度辅助,预先估算高动态载体产生的多普勒频移,缩小频率搜索范围;利用二维FFT方法同时搜索码相位和多普勒频率,降低计算复杂度,加快捕获速度。仿真结果表明该算法可以显著减少捕获时间,提高捕获性能。     

利用恢复系数预报梁结构弹性正碰载荷的两种有效近似法

对于小球撞击欧拉－贝努利梁问题,应用撞击力模型,给出预报撞击力的两种方法。方法1基于位移协调方程,分别考虑碰撞发生阶段结束和恢复阶段结束两个时刻的位移协调方程。方法2基于梁的动力微分方程,利用撞击系统的动量守恒原理和恢复系数概念。两种方法均得到撞击过程中撞击力随时间变化的曲线。分析结果与已有结果进行比较,结果符合较好。其中方法1大幅简化计算量,可推广到小球与板撞击问题中去;方法2能够较好地描述撞击力,同时可分析各种因素对接触撞击力的影响。     

非相似性余度在飞机ABS控制器的应用

在飞机ABS控制器设计中引入非相似余度设计,采用不同的结构模式及工作原理,对发生的故障进行检测、隔离和定位,从而避免共性故障发生,提高飞机刹车系统控制的可靠性.