AOCC应用软件的快速仿真平台的研究与技术实现

介绍AOCC应用软件的快速仿真平台的框架设计及其3种具体的实现方法:基于软件移植技术法、基于混合编程技术法和基于指令解释器技术法。基于上述方法构建的快速仿真平台,能够满足软件开发人员对AOCC应用软件不同层面的闭环调试和测试要求,对于提高软件的开发效率和保证软件的质量有积极的作用。

基于混合编程技术的AOCC应用软件快速仿真平台

介绍基于混合编程技术的AOCC应用软件的快速仿真平台的整体框架设计以及具体实现.基于该方法构建的快速仿真平台,能够满足软件开发人员对基于8086汇编语言开发的AOCC应用软件开、闭环调试和测试的要求,对提高软件的开发效率和保证软件的质量有积极意义.

北斗+低轨通导一体位置服务网络与低空经济应用

国家对于低空经济发展的政策扶植逐步加强,使得低空经济近年来呈加速发展之势,但是目前的通信、导航和监控基础设施,无法满足未来无人机城市物流、巡检等新的低空应用的泛在精准可信的位置服务和高容量低延时通信需求。文章分析低空经济发展对于通信导航监视基础设施的需求,研究北斗+低轨通导一体化服务网络的关键技术,提出导航信息增强服务、快速精密定位服务和通导一体化服务三种类型的北斗+低轨通导一体化服务手段,构建北斗+低轨通导一体化位置服务网络的基本架构,并对未来北斗+低轨通导一体位置服务网络在低空经济中的应用进行了设想。

基于SoPC的微小卫星姿轨控计算机设计与实现

为满足微小卫星对姿轨控计算机高性能、低功耗以及丰富的外设接口的要求,采用Cyclone IV FPGA芯片设计了姿轨控计算机,并且通过硬件编程实现外设接口控制器IP核,并将其集成到现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)中,提高系统集成度。此外,使用可编程片上系统(System on programmable chip,SoPC)技术在FPGA中实现了硬浮点运算,加快了NiosII软核处理浮点运算的速度。实测表明,采用Cyclone IV FPGA设计的姿轨控计算机具有功耗低、运算速度快以及接口丰富等特点,能够满足微小卫星对姿轨控计算机的要求。

组合体与飞船联合轨道维持

通过组合体与飞船联合轨道维持解决了组合体和飞船轨道多特征参数的控制问题。建立了升交点经度、轨道高度和偏心率的控制方程以及基于时间关联特性的升交点赤经和制动点高度耦合控制方程和偏心率保持的双冲量耦合控制方程。结合组合体与飞船的飞行特点,制定了组合体轨道维持实现升交点赤经和轨道偏心率以及飞船轨道维持实现制动点高度的联合控制策略。耦合控制方程使得组合体和飞船轨道维持的控制量分配合理,融合了各次控制之间存在的耦合影响,设计了联合轨道维持策略迭代计算流程。基于神舟九号交会对接飞行过程,通过多组仿真算例校验了组合体与飞船轨道多特征参数的联合优化控制,具有较好的工程应用价值。

中低轨道卫星控制方法

针对中低轨道卫星,对平面内卫星半长轴a、偏心率e和近地点幅角ω联合调整,以及平面外轨道倾角调整等进行了理论推导。用a,e,ω联合修正法对初始轨道捕获、轨道保持和轨道倾角调整进行的仿真实验结果表明,用a,e,ω同时修正可实现高精度的平面内轨道调整。另外,平面外倾角调整应尽可能在近地点和远地点完成,以使对升交点赤经的影响最小。

太阳帆航天器的关键技术

将太阳帆航天器所涉及的关键技术划分为4个方面:总体设计、轨道和姿态动力学与控制、太阳帆材料及其性能、太阳帆折叠与展开。针对每项关键技术,基于对国外长期研究结果进行分析并阐述主要技术特征,梳理国内相关研究进展,包括笔者与合作者的研究成果,分析存在的主要问题。根据上述分析,指出我国发展太阳帆航天器应该重视的若干问题。

通过空间系绳系统返回载荷到地面的误差分析

分析了利用空间系绳系统返回载荷到地面目标点的过程中,由于展开过程中有可能的误差导致着陆点的偏差。首先给出了从系绳展开、自由摆动、切断系绳后进入低轨道,最终进入大气层到落到地面整个过程模型和计算过程;通过载荷整个运动过程中的数据给出星下点轨迹,并给出在没有任何误差情况下,使载荷着陆到目标点上所需要的开始释放系绳的轨道位置;在以上结果的基础上,最后给出当轨道高度、轨道偏心率或者剪断系绳的时机出现一定误差的情况下,载荷返回到地面的偏差范围。

低空情况轨控发动机提升机动能力的机理分析

以紫菀防空导弹为对象,研究了低空情况下通过轨控侧喷推力提升机动能力的可能机理。分析了侧喷推力对弹体传递函数的影响以及采用Raytheon三回路驾驶仪时侧喷推力对闭环过载传递函数的影响。说明低空情况下侧喷推力对过载闭环传递函数的主要作用在于改变零点位置。最后通过仿真证明,采用恰当的侧喷调节规律可使过载响应时间大幅下降。为紫菀导弹在低空情况下的优异打靶成绩提供合理的解释。

高室压大流量姿轨控发动机中高空模拟试验扩压器性能与结构方案设计

采用热力计算方法、正激波理论、传热理论以及强度理论等方法,开展了液体姿轨控发动机与圆柱形扩压器性能与结构方案匹配设计和理论分析。从扩压器的性能、主要尺寸、换热方式、强度和稳定性校核等方面,给出了确定其性能与结构方案的设计计算方法和流程。计算给出了圆柱形扩压器面积比、燃烧室压力比、真空舱压力比以及燃气等熵指数对扩压器的主要尺寸和工作特性的影响曲线。针对推力为5 000 N的某NTO/MMH液体姿轨控发动机的试验需求,设计了内径为1.1 m、长度为8 m、内壁厚度和冷却夹层厚度均为10 mm的圆柱形扩压器,工作包线显示其具备在发动机燃烧室压强为1~5 MPa、最大流量为1~3 kg/s且模拟工作高度为中高空30~60 km高度范围内开展相关试验的能力。研究表明,在扩压器入流和正激波前后引入燃气热力计算的设计方法可获得更加准确的冷却计算所需的燃气热物性参数,因考虑了高温燃气的化学反应从而获得更合理的性能与结构匹配方案,也便于确定已有扩压器的试验能力范围。