恒星地球模拟器的光学系统设计与精度模拟分析研究

为实现对敏感器的地面标定与精度测试, 需研制一套恒星地球模拟器, 要求其星间角距模拟精度优于10", 地球张角模拟精度优于0.05°. 通过设计高精度准直光学系统与高精度紫外准直光学系统, 实现了对星点位置与地球图像的无穷远距离模拟; 提出了星点位置模拟误差修正方法与地球图形模拟误差修正方法, 提高星间角距和地球张角的模拟精度.实测星间角距与地球张角模拟结果表明, 该模拟器的星间角距模拟精度优于10", 地球张角模拟精度优于0.02°.      

航天器交会对接模拟系统逼近过程自抗扰控制

航天器交会对接地面模拟系统用于研究航天器交会对接过程的动力学、导航与控制等方面的相关问题。模拟器通过气浮轴承悬浮在大理石平台上来模拟太空的无摩擦微重力环境。通常情况下要保证大理石平台足够水平,由于实际平台不可能完全水平,模拟器的重力分量会使模拟器产生下滑现象,这种现象对大型地面模拟器设备尤为严重。针对模拟器的逼近过程设计了轨迹规划。为了减小测量信号噪声的影响,采用跟踪微分器(TD)对整个逼近过程中的测量信号进行滤波。针对逼近过程中模拟器存在下滑力等干扰问题设计控制器,通过扩张状态观测器(ESO)实时估计干扰量,进而对干扰量进行补偿。对模拟器冷喷气推力系统制定了推力器分配策略,采用脉冲宽度调制(PWM)技术实现对推力的近似等效。提出的控制方法应用于航天器交会对接地面模拟系统,实验结果表明所提出的控制方法能有效消除下滑力等干扰的影响。     

基于Bayes理论的成败型装备鉴定试验风险分析

为了充分考核成败型装备的性能指标,合理确定鉴定试验统计方案,利用Bayes理论对试验风险进行了重点研究。在选取先验分布为Beta分布的条件下,给出了工程中常用两种风险(平均风险和后验风险)的表达式,并详细解释了两种风险的研究思路和适用范围。在此基础上,从鉴定试验可能出现的结果出发,建立了最大后验风险模型,给出了其相关性质,并对比后验风险、经典统计风险,说明了其保守性和适用性的优点,更能保护使用方的利益。利用数值分析,说明基于最大后验风险确定的试验统计方案符合工程认识,相对经典统计风险,其减少试验总数18%~63%,验证了方法的可行性。同时,通过分析三种风险与先验信息、区间估计的数值关系,对最大后验风险的性质进行了验证,说明其具有较好的推广性。      

基于LCOS拼接技术的动态星模拟器设计

提出了以LCOS为核心器件的动态星模拟器设计方案, 采用光学拼接方法实现 了高精度的使用要求, 计算出星模拟器光学系统的焦距、单星张角等光学参 数, 详细介绍了两片LCOS光学拼接的原理和方案, 给出了动态星图的实现方 法, 并对其误差进行了分析. 结果表明, 所设计的动态星模拟器视场 为10.2°× 10.2°, 模拟星等为2～6.5等, 单星 张角优于20", 星对角距误差优于22", 满足星模拟器大视场、高动态 性、高精度、刷新频率快等需求.      

基于Orbiter的航天器升力式再入特性仿真

升力式再入是指航天器进入大气层时产生一定可控升力,对提高落点精度具有重要意义。为了研究升力式再入的动力学特性,采用Orbiter模拟器的应用程序接口,在其飞行动力学模型基础上,对航天器从低轨道升力式再入返回过程进行仿真。通过仿真试验,分析热流、过载、动压等参数的变化规律,初步摸清了升力式再入的动力学特性,并对升力式再入和弹道式再入仿真结果参数进行了比较和分析,结果表明升力式再入能很好解决过载和热流峰值高的问题。     

高超音速作战系统试验与鉴定技术研究

以美国高超音速作战系统发展为背景,概要分析了吸气式高超音速作战系统作战需求,重点研究了发展和部署吸气式高超音速作战系统所需的一体化试验与鉴定技术,提出了高超音速作战系统试验与鉴定能力建设的基本途径。     

姿控动力装置仿真模拟器研制

为研究某型号导弹飞行中段的姿态控制、验证飞行试验控制系统功能,研制了姿控动力装置半实物实时仿真模拟器系统。与导弹控制系统进行的弹道模飞联合仿真试验表明,该系统功能稳定、实时性高,在仿真试验中发挥了重要作用,实现了姿控动力装置在不同工况下的半实物仿真和数字仿真功能。     

三轴气浮陀螺稳定平台电子模拟器设计

介绍了一种三轴气浮陀螺稳定平台地面测试用电子模拟器的设计方法。针对气浮平台地面测试的应用特点进行数学建模,采用以单片机为核心进行模拟器综合设计,解决了气浮平台地面测试过程中各种输出信号的实时模拟问题。实际应用表明：这种电子模拟器具有使用方便、稳定性好、寿命长的特点,能够代替气浮平台参与系统综合测试,不仅减少了平台使用寿命的消耗,而且显著降低了系统测试过程中故障复现与排除试验的风险。     

名师风采：陈勇教授

陈勇教授1988年7月毕业于新疆工学院（现新疆大学）机械制造工艺设备及自动化专业,取得学士学位;2007年12月毕业于中南大学机械工程系机械工程专业,取得硕士学位。现为长沙航空职业技术学院机械制造工程系系主任,机械设计与制造专业教授、工程师。兼任中国机械行业职业标;隹、教程、试题技术指导委员会职教系统专业委员会委员,湖南省模具设计与制造学会副理事长,湖南省职业技能鉴定专家委员会模具专业委员会副主任委员,第三届湖南省大学生机械创新设计大赛湖南赛区组委会委员,北京理工大学出版社湖南省数控类专家委员会副主任委员;长沙航空职业技术学院学术委员会委员。     

用于微波雷达动目标检测的回波模拟器的设计与实现

文章介绍了一种用于雷达动目标检测的回波模拟器的设计与实现,以FPGA和DDS器件为硬件核心、软硬件相结合的方式,设计了回波模拟器系统,可靠有效地完成了微波雷达的静态、动态实验室调试和测试。该回波模拟器能够满足对雷达运动目标进行回波模拟的要求,降低了系统调试成本,减小了外场实验难度。