变量化约束草图驱动的药柱三维特征设计研究

为了直观而准确地支持固体火箭发动机药柱设计,提出了一种约束草图驱动的药柱三维特征造型方法。该设计方法首先通过变量化约束求解引擎对设计人员模糊的设计概念进行精确的几何坐标定位,形成一幅设计变量驱动的约束草图。然后,经过药柱特征定义,在设计规则和基于设计历史的燃面追溯统计算法的支持下,设计人员能够在约束草图上进行任意形式复杂药柱的特征定义、造型设计、燃面推移仿真与燃面统计。最后,开发了相应的药柱设计系统,并以一个管槽形药柱的设计过程,验证了本设计方法的计算效率、直观性、准确性和有效性。     

空间机械臂关节动力学建模与分析的研究进展

空间机械臂的机械部分是一个由关节和臂杆等结构、机构部件组成,在空间零重力环境下运行的多体系统。关节是空间机械臂的核心部件,在机械臂动力学特性中起着重要的作用。准确全面地了解关节的动力学特性,是正确分析与模拟机械臂系统空间运动特性的关键,而建立精确的关节动力学模型,是机械臂系统设计、分析和控制的基础。文章结合空间应用的特殊性,对机械臂关节动力学建模方法的发展过程和研究成果进行了总结;并讨论了关节模型的求解算法;最后,对空间机械臂关节动力学建模与分析方面有待进一步研究的问题进行了展望。     

基于特征的参数化造型系统的研究(英文)

特征造型是实现CAD/CAPP/CAM 以及并行工程中信息集成的核心技术。文中介绍了在I-DEAS5 系统上二次开发基于特征的参数化造型系统的方法,详细阐述了基于特征的造型技术,生成以特征为基础的产品信息模型,为后续应用过程提供了丰富的信息。在商用CAD软件上开发特征造型系统,可以充分利用现有软件的实体造型资源,节省资金投入,缩短新系统的开发周期     

智能交通系统(ITS)的发展 及其模型化研究

智能交通系统在欧洲也称道路交通信息通讯系统,是基于系统工程、电子、通信、信息等多种高新技术,并已渗透到航空、水运、铁路交通领域的新型交通系统.ITS的建立可以提高路网通行能力和服务水平,改善环保质量,提高能源利用率.介绍其基本概念以及国内外发展的概况后,提出了智能交通系统的学科体系模型、服务功能模型和网络层次模型,并简要分析了模型化的意义.最后,对系统的标准化问题及模型化研究对标准化的作用作了简单地介绍.     

航天员出舱牵引构型设计与结构响应性能评估

针对航天员出舱过程所用安全绳锁挂频繁的问题,进行了安全高效的航天员出舱牵引系统构型设计,可作为太空行走的辅助导向装置。基于材料结构弹塑性力学方程与含应变耦合项的热传导方程,推导结构热力响应可计算数学模型,利用Newmark方法以及Crank-Nicolson数值格式分别对热弹性方程和热传导方程进行时间域上的离散,构造金属结构响应无条件稳定隐式有限元格式,搭建了温度场与位移场相互影响热力耦合有限元算法(FEM)性能评估软件系统,以此对牵引系统的导轨进行热力耦合数值计算,得到在太阳辐射外热流载荷作用下具有较强抗变形能力的结论。计算了航天员采用牵引系统出舱时对导轨产生的拉力,并借助ANSYS Workbench对导轨进行静力学求解,验证了该牵引系统具备结构强度可靠性,可为空间站建设舱外作业平台提供重要理论分析依据与设计参考。     

面向自动驾驶仿真的虚拟LiDAR传感器建模

在自动驾驶仿真领域,虚拟传感器输出数据的精准度是仿真结果可靠性的重要保障。激光雷达（LiDAR）作为车辆环境感知的关键传感器,其采集的点云数据的准确性是实现车辆对三维环境理解的关键。但在虚拟环境中,通过3D渲染技术模拟的点云数据难以真实反映传感器在复杂工况下的变化规律。本文提出一种用于自动驾驶仿真的虚拟LiDAR传感器建模方法。该方法首先基于Unity 3D引擎构建LiDAR的几何测量模型。其次,结合真实传感器的衰变特性推导简化的LiDAR物理模型。最后,基于蒙特卡罗方法在随机模型上对仿真数据进行噪声模拟,从而实现高保真的LiDAR数据输出。所提出的方法可结合精细化的虚拟场景进行数据验证,实验结果表明：该方法能够有效地在虚拟环境下模拟LiDAR数据,从而应用于自动驾驶仿真算法验证过程。     

载人航天器太阳翼多姿态输出能力建模及分析

载人航天器太阳翼在轨运行期间除正常对日定向转动外,根据飞行任务要求可能需要工作在α轴水平归零或垂直归零等特殊状态。在特殊工作模式下,太阳入射角和太阳翼的输出能力变化曲线更加复杂。建立太阳入射角与轨道角、太阳高度角、β轴转角等变量的数学模型,分析太阳入射角的变化规律,并结合光照区时长,建立太阳翼在轨输出能力的预测模型。与实际飞行数据相比较,表明该模型可较为准确地评估特殊工作模式下太阳翼的输出能力,可用于在轨整舱能量平衡分析,为飞行任务计划安排提供参考。     

收口十字形降落伞充气过程动力学建模与仿真

文章用半经验充气时间法对用于某回收器降落伞系统的收口十字形降落伞的充气过程进行了动力学建模与仿真计算,通过参照第一次某回收器飞行试验遥测数据,调整经验参数的值,对动力学模型进行修正。用修正后的动力学模型对第二次回收器飞行试验进行了仿真计算,将仿真计算结果与第二次飞行试验遥测数据的开伞动载以及运动参数进行比较,比较结果具有较好的一致性,证明了动力学模型和仿真计算程序的正确性。     

SHAKING: Adjusted spherical harmonics adding KrigING method for near real-time ionospheric modeling with multi-GNSS observations

Precise positioning based on Global Navigation Satellite System (GNSS) technique requires high accuracy ionospheric total electron content (TEC) correction models to account for the ionospheric path delay errors. We present an adjusted Spherical Harmonics Adding KrigING method (SHAKING) approach for regional ionospheric vertical TEC (VTEC) modeling in real time. In the proposed SHAKING method, the VTEC information over the sparse observation data area is extrapolated by the Adjusted Spherical Harmonic (ASH) function, and the boundary distortion in regional VTEC modeling is corrected by the stochastic VTEC estimated using Kriging interpolation. Using real-time GPS, GLONASS and BDS-2/3 data streams of the Crust Movement Observation Network of China (CMONOC), the SHAKING-based regional ionospheric VTEC maps are re-constructed over China and its boundary regions. Compared to GNSS VTECs derived from the independent stations, the quality of SHAKING solution improves by 13–31% and 6–33% with respect to the ASH-only solution during high and low geomagnetic periods, respectively. Compared to the inverse distance weighting (IDW) generated result, significant quality improved of SHAKING-based VTEC maps is also observed, especially over the edge areas with an improvement of 60–80%. Overall, the proposed SHAKING method exhibits notable advantage over the existing regional VTEC modeling techniques, which can be used for regional TEC modeling and associated high-precision positioning applications.     

北京空间机电研究所50年成就与展望

文章介绍了北京空间机电研究所50年来在回收与着陆技术、航天光学遥感技术和复合材料成型技术领域所取得的成就,并对三大技术领域的后续发展进行了展望.