空间相机扫描机构固体润滑轴承组件的寿命试验

开展了固体润滑轴承组件的真空加速寿命试验,以验证固体润滑轴承组件的设计是否满足在轨寿命要求。研究了MoS2基薄膜固体润滑轴承组件在小角度摆动情况下的寿命。试验采用4对轴承模拟在轨±6°连续往复摆动,通过检测轴承组件工作时的摩擦力矩、电机电流和轴承温升判断轴承运行状态。结果显示,寿命试验运行正常,累计摩擦次数为6.2×10^7次。寿命试验后对轴承进行了尺寸精度和旋转精度复测,然后对轴承组件进行了解剖分析。复测结果显示,轴承尺寸精度和旋转精度与试验前一致,轴承润滑状态良好。试验结果验证了固体润滑轴承组件寿命满足在轨任务要求,为其它空间相机小角度摆动的扫描机构固体润滑轴承组件的长寿命设计提供了依据。

长焦距离轴三反光学系统杂散光的抑制

对有中间像的长焦距离轴三反系统的杂散光特性进行了模拟分析,并提出了相应的杂散光抑制方法。通过正追和倒追的分析方式,确定系统杂散光的主要来源,找到系统的重要面;根据分析结果,提出了杂散光抑制措施,用系统重要面的变化定性评价杂散光的抑制效果。分析结果表明,采用抑制措施后很好地抑制了系统的一次散射杂散光。用点源透过率(PST)定量评价光学系统的消杂散光能力,分别计算东西、南北方向离轴角为±40°的PST值,并结合光机系统的应用环境对系统的杂散光抑制能力进行了定量分析。

FYS－1防氧化手工钨极氩弧焊设备的真空系统的计算

ＦＹＳ－１防氧化手工钨极氩弧焊设备的真空系统是保证焊接室内高纯氩气的先块条件。管道中气体的紊流流动导致水力损失，造成焊接室有机玻璃罩内外壁压力差。分析计算了这个压力差的最大值。讨论了减小压力差的方法。

基于横纵多尺度灰度差异加权双边滤波的弱小目标检测

为了有效地检测复杂背景下的红外弱小目标,提出了一种基于横纵多尺度灰度差(HV-MSGD)的方法来增强弱目标,并通过距离和像素差异来实现对背景强边的抑制。目标区域与周围区域之间存在不连续性,为了加强它们的差异,HV-MSGD与双边滤波(BF)相结合,可以在抑制背景的同时提高目标强度。进一步通过自适应局部阈值分割和全局阈值分割来提取候选目标。为了进一步验证对单帧检测的影响,将上述单帧检测算法与改进的无迹卡尔曼粒子滤波器(UPF)相结合,实现轨迹检测。实验结果表明,该方法在弱信噪比(SNR)下优于其他方法,在抑制背景的同时可以增强目标,增强效果是其他方法的6-30倍。在实验中,输入信噪比分别为2.78,1.77,1.79,1.13和1.16。图像处理后,背景抑制因子(BSFs)分别为13.48,21.33,11.73,20.63和121.92,信噪比增益(GSNRs)分别为40.09,71.37,27.53,12.65和131。该方法的检测概率(Pd)也优于其他算法。当误报率(FARs)为5×10^-4,1×10^-3,1×10^-3,1×10^-5和7×10^-6,计算五组真实序列图像的Pd为94.4%,92.2%,91.3%,95.6%和96.7%。

高精度反射镜组件面形检测结构设计方法

在反射镜组件进行检测装配时,各零件加工过程中形成尺寸公差、形状位置公差会产生装配应力。装配应力通过反射镜体传到反射镜镜面使反射镜面形变差。针对该问题文中提出将柔性铰链应用于反射镜组件检测工装设计的方法。为验证该方法的可行性,针对某反射镜组件的特征参数和检测方法,应用柔性铰链设计理论及仿真分析软件设计了反射镜组件检测柔性工装。完成对反射镜组件重复性试验、拧紧力矩敏感性试验,试验结果表明柔性工装具有较好的稳定性。反射镜组件面形与反射镜单镜面形相比变化0.006λrms,满足工装设计要求。与"刚性"工装比,柔性铰链应用反射镜检测工装显著降低了装配应力对反射镜面形的影响。

空中目标全姿态运动特性描述和参数分析系统

针对天基平台复杂背景下空中目标的探测需求，研究了空中目标在不同探测角度和空间位置下的运动特性，建立了天基探测场景下的运动模型。利用实际情况中目标的运动特性，分析探测的俯仰角、目标的起飞角、旋转角发生改变时的特点，实现目标辐射特性的建模仿真。在此基础上，利用MATLAB GUI软件平台，设计了基于目标运动特性的一体化天基红外特征描述和评价系统。结果表明：在中波波段，方向角270°～90°高于90°～270°的辐射强度，在俯仰角90°，起飞角0°时的辐射强度最强，旋转角对其无影响；在长波波段，俯仰角0°、30°，起飞角90°，旋转角90°时的辐射强度最强。该系统可以通过信号干扰比可以对系统探测的性能进行评价，也可以进一步确定系统探测分辨率和谱段等指标，为天基空中目标探测提供了技术支撑。

振动对反射镜胶连接的影响分析与试验

在空间相机反射镜连接优化的研究中,胶连接是空间相机反射镜连接常用的连接方式之一。在相机振动试验、发射等力学环境作用下胶接连接状态、胶接力可能会发生变化。胶连接状态的变化使反射镜镜面面形发生变化,导致相机成像质量变差。目前尚无直接测量反射镜胶接力在振动力学试验前后变化的方法,直接采用完成镜面加工的反射镜进行振动试验,势必增加了反射镜研制风险。为了研究振动对反射镜胶连接的影响,采用设计胶接试验件的验证方法,将检测胶连接状态的变化转换为光学测量镜面面形的变化,解决了直接测量的胶连接变化难的问题。振动试验前通过有限元的方法仿真分析了力胶接试验件的动力学特性,为力学试验条件制定提供了参考。通过对比振动试验前后胶接试验件面形RMS值,胶接试验件面形最大变化为1.26nm,在设计和光学测量误差变化允许范围内,表明改进的反射镜胶连接方法有一定可行性,为验证振动对胶连接的影响提供一种新方法。

温场可编程控制的小型空间晶体炉设计与测试

详细介绍了一台温场可编程控制的小型空间晶体炉。其工作原理是 ,在计算机控制下 ,炉膛内温场发生有序地变化 ,完成晶体生长过程。由于没有机械运动部件 ,从而彻底消除了机械振动对微重力环境的干扰。此炉是为返回式卫星搭载试验而设计 ,配备以 Intel80 c31为核心的计算机温度控制及数据采集系统。该系统采用数字 PID方式独立调节加热器中 7个结构相同的加热单元的温度 。

基于动态开窗的快速运动目标信息获取方法

红外运动目标的轨迹预测在车辆、行人监控和天基遥感探测等军民用领域有着广泛的应用。当目标的相对运动速度较高时,受读出速率及积分时间固定的影响,传统全视场成像信息获取方法所得的目标轨迹点稀疏,难以满足目标轨迹预测的精度要求。针对以上问题,提出了一种基于动态开窗的快速运动目标信息获取方法。首先对观测区域进行全视场成像,捕获到运动目标后,对目标及其邻域开窗以提高成像帧频。通过分析探测场景辐射特性对系统工作参数的影响获取判别矩阵,实现开窗参数的动态调节,从而提升目标轨迹点密度。最后利用目标轨迹预测结果更新开窗位置以实现对单目标的全视场覆盖监测。实验结果表明,对于中波红外演示系统,与全视场成像信息获取方法相比,该方法将系统获取的目标轨迹点密度提高了16倍,系统轨迹预测精度提升了2.6倍,且所需的数据传输带宽降低了25%。该研究可为智能化红外感知系统的设计提供有益参考。

空中目标全姿态运动特性描述和参数分析系统(英文)

针对天基平台复杂背景下空中目标的探测需求,研究了空中目标在不同探测角度和空间位置下的运动特性,建立了天基探测场景下的运动模型。利用实际情况中目标的运动特性,分析探测的俯仰角、目标的起飞角、旋转角发生改变时的特点,实现目标辐射特性的建模仿真。在此基础上,利用MATLAB GUI软件平台,设计了基于目标运动特性的一体化天基红外特征描述和评价系统。结果表明:在中波波段,方向角270°~90°高于90°~270°的辐射强度,在俯仰角90°,起飞角0°时的辐射强度最强,旋转角对其无影响;在长波波段,俯仰角0°、30°,起飞角90°,旋转角90°时的辐射强度最强。该系统可以通过信号干扰比可以对系统探测的性能进行评价,也可以进一步确定系统探测分辨率和谱段等指标,为天基空中目标探测提供了技术支撑。

基于有限元方法的杜瓦辅助支撑方案设计

以某空间相机中的杜瓦结构及其两种辅助支撑结构为研究对象,用UG软件建立三维模型,将多个三维设计模型导入Hypermesh分别建立有限元模型,选择Msc.Nastran解算器,使用曙光5000A超级计算机资源,计算不同结构的频率响应,分析不同支撑方案的优劣,找出最优方案,解决了振动实验中的失效问题。

改进的空间大口径追踪相机畸变校正

在空间大口径追踪相机应用系统中,像面畸变和主点主距标定误差是影响其在轨定位精度的重要因素。为了满足空间大口径追踪相机高精度的标定要求,像面畸变类型、主点主距标定误差及探测器面阵旋转、倾斜对像点坐标带来的误差等因素均不可忽略。针对以上问题,本文对该类系统的畸变特性进行了研究,提出了一种改进的大口径追踪相机畸变校正方法。首先,在视场中央无畸变区域测量13个样点,根据最小二乘法获取光学系统的主点主距;然后,依据所求主点主距,解算像面25个均匀分布样点的理论位置坐标;最后,由样点的理论坐标和测量坐标解算畸变模型,实现畸变校正。实验结果表明,该方法畸变校正精度在近红外波段优于0.32 pixel,在短波红外波段优于0.28 pixel,其相对传统畸变校正模型分别提高了44.6%和50.9%。该方法可为大口径追踪相机的焦平面倾角解算研究提供有益参考。

天基红外探测载荷自适应调节方法研究

在天基遥感探测应用中,动态范围、时空变化率是影响红外高温目标高精度探测与跟踪识别的重要因素。通常受探测器暗电流、电路噪声等因素的影响,探测系统的单景动态范围一般小于72 dB左右,难以覆盖动态范围达100 dB左右的超强目标,降低了目标的识别能力和定量化描述精度。针对以上问题,提出了一种探测载荷自适应参数调节技术,通过自适应双曝光策略调整积分时间,能够在最大化目标探测信噪比的同时实现对目标能量的精确描述。仿真实验结果表明:所提方法操作简单,且能有效地实现整个动态范围内对目标的探测与描述。该方法可为天基目标智能化探测研究提供有益参考。

高精度杂散光测量系统分析

为了满足空间遥感技术的发展,杂散光测量系统要求有更低的测量阈值,更高的测量精度。现有的杂散光测量系统分为两类,分别为面源法(黑斑法)和点源法。文中将这两种方法概括为几个主要的模块,分析各个模块的实现方式及其对测量阈值、精度的影响。通过对测量系统实现方式的分析,提出控制测量系统阈值及精度的措施。为低阈值,高精度杂散光测量系统的研制奠定基础。如果按照文中提出的最严格的环境控制策略控制测量系统的背景辐射,测量系统可测的最低阈值可以达到10-15;如果测量阈值要求不高,采用较宽松的控制策略就可以使测量阈值达到10-5。

基于深度残差全卷积网络的Landsat 8遥感影像云检测方法

为了实现定量化应用目标,高精度的云层检测已成为遥感数据预处理的关键步骤之一。然而,传统的云检测方法存在特征复杂、算法步骤多、鲁棒性差,且无法将高级特征和低级特征相结合的缺陷,检测效果一般。针对以上问题,提出了一种基于深度残差全卷积网络的高精度云检测方法,能够实现对遥感影像云层目标像素级别的分割。首先,编码器通过残差模块的不断降采样提取图像深层特征;然后,应用双线性插值进行上采样,结合多层次编码后的图像特征完成解码;最后,将解码后的特征图与输入图像融合后再次进行卷积,实现端到端的云检测。实验结果表明,对于Landsat 8云检测数据集,所提方法的像素精度达到93.33%,比原版U-Net提高了2.29%,比传统Otsu方法提高了7.78%。该方法可以为云层目标智能化检测研究提供有益参考。

Robust Adaptive Neural Control of a Class of MIMO Nonlinear Systems

In this paper we present a robust adaptive control for a class of uncertain continuous time multiple input multiple output （MIMO） nonlinear systems. Multiple multi-layer neural networks are employed to approximate the uncertainty of the nonlinear functions, and robustifying control terms are used to compensate for approximation errors. All parameter adaptive laws and robustifying control terms are derived based on Lyapunov stability analysis so that, under appropriate assumptions, semi-global stability of the closed-loop system is guaranteed, and the tracking error asymptotically converges to zero. Simulations performed on a two-link robot manipulator illustrate the approach and its performance.