Fuzzy multi-criteria decision-making approach to prioritization of space debris for removal

As private companies and government space agencies begin to seriously consider the task of active space debris removal, it is becoming increasingly more important to determine the highest priority objects to deorbit. This work sets forth an approach for prioritization of space debris through the utilization of Multi-Criteria Decision-Making methodologies and fuzzy logic, as well as both quantitative and qualitative criteria. The proposed debris prioritization approach considers various criteria including the orbit, size, mass, pairwise and total collision probabilities, and decay timeframe of each debris object. The means of assigning attributes to each assessment criterion is discussed in detail. To determine the weighting scheme for the criteria, a questionnaire was prepared and shared with experts in the field of space situational awareness. The work examines over two thousand critical debris objects selected from the existing debris catalog with respect to these criteria. The quantified attributes for each debris object are then aggregated through the fuzzy versions of the Analytic Hierarchy Process and the Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution. The results of the analysis identify high-priority debris objects for removal from Earth-bound orbits.     

Approaching control for tethered space robot based on disturbance observer using super twisting law

Approaching control is a key mission for the tethered space robot to perform the task of removing space debris. But the uncertainties of the TSR such as the change of model parameter have an important effect on the approaching mission. Considering the space tether and the attitude of the gripper, the dynamic model of the TSR is derived using Lagrange method. Then a disturbance observer is designed to estimate the uncertainty based on STW control method. Using the disturbance observer, a controller is designed, and the performance is compared with the dynamic inverse controller which turns out that the proposed controller performs better. Numerical simulation validates the feasibility of the proposed controller on the position and attitude tracking of the TSR.     

高温合金IN718上气膜冷却孔电火花加工试验

针对高温合金IN718上ø0.5mm气膜冷却孔的加工,采用煤油中旋转电极内冲液电火花成型加工方法,利用正交试验设计方法对试验进行设计分析,分析峰值电流、脉宽、占空比和冲液压强4个因素对材料去除率和电极相对损耗的影响,基于正交试验结果建立综合评分公式,选择最优加工参数.研究结果表明,峰值电流对材料去除率的影响最明显, 其次为冲液压强和占空比,脉宽对材料去除率的影响很小;峰值电流对电极相对损耗的影响最明显,其次为冲液压强,占空比和脉宽对电极相对损耗的影响很小;最优的加工参数峰值电流为8A、脉宽为130μs、占空比为0.35、冲液压强为5MPa,对该参数进行加工试验研究,与分析结果一致.      

参数化装配方法研究(英文)

参数化零件的装配是一个很复杂的问题。本文论述了以辅助线法生成的参数化零件为基础,交互输入定位关系、装配关系,通过平移、旋转等编辑操作功能,拼成装配图,实现了装配图与零件图的同步参数化驱动。文中对装配图的数据结构、装配过程实现的图形消隐等关键技术作了详细描述,并应用于实际工程,取得了良好效果.     

火星太阳电池翼除尘方法综述

“萤火一号”火星探测器即将发射升空,标志着我国火星探测计划实施的开始。然而,火星尘埃在范德华力和静电力的作用下积聚在太阳电池翼的表面,使其转换效率下降,影响火星探测器的寿命。因此,开展火星太阳电池翼除尘技术的研究是非常有意义的。文章主要介绍了火星太阳电池翼的除尘方法,特别是目前最受关注的电帘除尘方法,并对其基本结构、除尘原理、除尘效率和透光性做了详细的描述,对开展火星太阳电池翼除尘技术的研究具有一定的参考作用。     

空间绳系组合体的继电型控制离轨策略

为了使空间绳系组合体更好地完成空间碎片清理任务,提出一种更接近工程实际应用的继电型推力（Bang-Bang）离轨控制策略。利用带有差动间隙的Bang-Bang控制策略,实现绳系组合体切向的继电式推力加速;设计了一种全新的被动式卷扬机构,以避免在使用继电式推力离轨的过程中多次开关发动机对绳系组合体带来的负面影响;针对径向推力设计了输入受限的滑模控制器,且最终控制指令同样以继电式推力形式实现,抑制了离轨过程中绳系组合体的面内摆动。数值仿真结果显示,继电型推力能够实现与连续推力近似的效果,能够将绳系组合体的摆动角度抑制在一个较小的范围内;整个离轨控制策略能够使得空间绳系组合体在保持姿态稳定的前提下将空间碎片拖曳到坟墓轨道。     

AutoScan系列复杂零件自动化三维测量装备开发与应用

自动化三维测量可实现复杂零件的精度检测,为后续工艺优化提供基础数据,是保证航空航天领域复杂零件成形精度的关键技术,但应用时尚存在以下问题：其一,自动化三维测量视点规划仍以人工示教为主,规划效率低、效果差;其二,锻造成形等工业现场工况恶劣,易使系统预先标定的参数发生漂移,测量精度难以保证;其三,多视测量数据拼接仍主要采用标志点拼接的方式,过程繁琐,应用局限大;其四,在线自动化测量时受工装夹具等影响,测量点云中存在大量背景噪声,影响数据自动处理的精度与稳定性。针对上述难题,介绍了基于双目测头的自动化测量视点规划、基于耦合焦距比例约束的系统参数自标定、基于全局优化的多视测量数据拼接、基于自适应阈值迭代最近点（ICP）点云背景噪声自动去除等关键技术;在此基础上,研制了系列自动化三维测量装备,包括PowerVirtualPlan视点规划软件、PowerScan三维测量软件、iPoint3D数据处理软件的开发;最后,介绍自动化三维测量装备在航天航空等领域的工程应用情况。     

磷酸铝系透波复合材料的力学性能与介电性能研究

研究了高硅氧增强磷酸铝系复合材料的力学性能及P／Al摩尔比、成型压力和测试频率对其介电性能的影响。结果表明：当P／Al摩尔比等于1时，材料的力学性能最佳，其弯曲强度达到107MPa；当P／Al摩尔比小于1．1，使用频率在3MHz以上时，材料体系具有良好的介电性能，介电常数小于4．1，介电损耗小于0．03；提高成型压力将使介电常数略微上升；介电性能的频率特性表明极化弛豫普适关系适用于这一材料体系。     

一种新型无机耐烧蚀复合材料固化机理的研究

在特定温度下，采用一定比例的氢氧化铝和磷酸合成出磷酸铝基体，对玻璃纤维或织物处理后，采用手糊工艺（固化温度低于220℃）制备了新型耐烧蚀复合材料——织物增强磷酸铝基复合材料。借助XRD和TG—DTA等测试技术，详细研究了材料的固化机理，发现材料可采用加热固化和常温固化。其热固化机理为：在加热时，酸式磷酸铝脱水形成聚合状的磷酸铝，然后转变为线型聚磷酸铝或环状偏磷酸铝；常温固化机理为：在常温下，酸式磷酸铝与活性适中的固化剂反应而获得强度。     

羟基磷灰石晶须的水热法合成及表征

为了研究反应时间、温度、钙磷比以及反应体系的pH值对羟基磷灰石结构及形貌的影响,本文采用水热法在醋酸钙和磷酸的混合酸性溶液中制备羟基磷灰石。用扫描电镜(Scann ing e lectron m icroscopy,SEM)、X射线衍射(X-ray d iffraction,XRD)和红外光谱(FT-IR)法,对制备的羟基磷灰石进行了表征和分析。结果表明:生成的羟基磷灰石晶须的长度及长径比随反应时间的延长而增大。温度低于150℃时,得到羟基磷灰石晶须;温度高于180℃,则得到细小羟基磷灰石晶体的聚集产物。当反应物的pH=9时,得到的是缺钙型的羟基磷灰石;当反应物的pH<4时,产物中出现新相磷酸氢钙;当pH=2时,得到纯的磷酸氢钙。