空间辐射位移效应西安脉冲堆中子试验平台及应用

空间辐射环境中的重离子、质子、电子等载能粒子辐照产生的位移效应是影响航天器在轨高可靠、长寿命运行的重要因素之一。基于中子辐照等效空间载能粒子产生的位移效应是评价航天器电子元器件抗辐射能力的重要手段。西安脉冲反应堆是空间辐射位移效应研究的重要平台,自建成以来,为国内多家器件生产、系统研制、型号应用等单位在抗辐射加固设计、考核评估、效应机理等工作中提供了重要支撑。本文综述了电子器件位移效应机理与敏感性、位移效应中子等效试验方法和西安脉冲反应堆中子试验平台及其典型应用。

筒仓模块化穹顶式滑模刚性平台单榀足尺试验研究

随着筒仓直径的增大,仓顶结构的施工难度也显著提升。为检测模块化穹顶式滑模刚性平台在大直径筒仓仓顶混凝土结构施工时的承载能力,对36m跨度模块化穹顶式滑模刚性平台取出一榀空间管桁架进行静力试验及理论分析。根据实际试验对象的约束条件,建立有效的有限元计算模型,并对单榀空间管桁架有限元计算结果与试验结果进行对比分析。结果表明:单榀空间管桁架具有良好的承载能力,结构变形及各杆件内力呈线性增长,锥壳工况设计荷载下,结构最大位移值为59.4mm,最大压应力为-133.1MPa,最大拉应力为261.7MPa,均满足规范要求,试验值与有限元值相吻合,验证了有限元计算模型的正确性。

基于云原生的天地一体化信息网络综合试验平台

天地一体化信息网络是未来多域一体、泛在智联的重要保障,面临着复杂异构、大规模、高动态、高成本等挑战。为满足场景、网络、链路、算法等需求,构建一体化、可重构、可扩展、精准可靠的仿真与测试系统至关重要。但传统仿真平台存在耦合性差、效率低、单一化等问题,难以系统精准地模拟大规模网络。因此,提出基于云原生的天地一体化信息网络综合试验平台,对其组件化建模、云原生调度、跨域异构资源池与虚实协同中间件等关键技术进行设计与分析,最后对典型低轨卫星通信系统进行仿真建模与试验评估。

天舟货运飞船空间试验平台设计

天舟货运飞船充分挖掘自身资源作为空间试验平台,支持多种类型的科学技术试验和应用项目,具有频度高、成本低、能力强和适应性好等特点。针对试验载荷状态新、接口类型多、研制进度不同步等适应性难题,采用标准化、模块化方法,设计了标准接口和公用支持平台,提出了平台总体与载荷方联合设计试验项目的全新模式,研制了等效认证平台,简化了接口匹配性测试环节。已完成微纳星释放、空间环境探测等15项在轨试验,取得了良好的综合效益。

用于光学遥感器耐受卫星平台微振动环境地面测试的六自由度平台

考虑空间卫星平台微振动环境对高分辨率空间光学遥感器成像质量的制约,提出了在地面测试光学遥感器耐受空间微振动环境裕度的六自由度激振平台的设计方案。建立了平台的运动学与动力学模型,推导出促动器音圈电机的传递函数并建立了Simulink模型。基于设计的模型研制了六自由度平台。对振动平台样机进行了振动加速度控制精度的验证实验,实验以典型的卫星平台微振动频率点为测试输入。实验结果表明平台振动频率为7~40 Hz时,其加速度输出相对误差可控制在7%以内。该平台借鉴了Stewart平台的并联构型,其结构简单、刚度大,振源输出精确可控,满足地面试验应用要求。

对接机构综合试验台运动模拟器建模分析

空间对接机构六自由度综合试验台,是对接机构研制所必须的地面试验设备之一,用于对接机构空间对接过程的仿真试验,全面考核对接机构的捕获与缓冲校正能力。利用虚功原理建立了对接机构综合试验台运动模拟器的多体动力学模型,该模型全面地表征了六自由度运动模拟器的动力学特性,且具有简单、通用的形式,对六自由度运动平台的液压驱动系统进行了建模,从而建立六自由度运动模拟器系统模型。在建立该模型的基础上,使用Simulink对运动模拟器的位置跟踪特性进行了仿真分析,结果表明所设计的控制系统满足工程试验的需求。

自由飞行空间机器人电联试实验平台的研制

为检验自由飞行空间机器人（FFSR）系统各个部件电接口传递信息的正确性及系统在轨执行任务的能力,采用数值模拟方法,通过软硬件结合的方式建立了FFSR电联试实验平台。该平台主要由主控计算机、主机系统、虚拟关节、虚拟视觉等4个功能模块组成。在此平台基础上建立了基于视觉反馈的机械臂运动控制算法和电机三环控制模型。该平台可用于对实际FFSR系统的数值仿真。对电联试实验平台的测试结果表明,该平台能够很好地完成对实际机器人系统通讯能力的模拟测试及系统控制算法的仿真验证。

基于Kinect的仿人机器人控制系统

为实现对具有16个自由度仿人机器人的姿态控制,采用Kinect传感器对人体姿态的坐标数据进行采集,根据坐标信息利用Processing软件开发基于Simple Open NI库的上位机软件,建立人体关节模型,并利用空间向量法对仿人机器人的步态规划以及重心控制算法分析,解析各关节的转动角度,经由无线Wi Fi模块向仿人机器人发送指令以控制舵机的运动,最终实现对机器人的控制,搭建了基于Kinect传感器的测试平台。测试结果表明:仿人机器人上肢在运动范围内无死角,通过对重心的控制,下肢可实现简单的步行,符合预期效果。

空间信息传输协议测试平台研究

未来空间任务的复杂性不断提高,开发一个低成本的地面综合测试平台环境,通过模拟和仿真以确认、优化和验证空间信息传输的协议体系结构、先进技术和应用服务具有十分重要意义。文章描述了空间信息传输协议测试平台的应用对象和研究目标,提出了总体技术框架和功能组成,以未来月球任务为研究对象,分析了测试平台实验场景及测试方法步骤。

空间微重力环境地面气动模拟系统设计

本论文提出了在地面采用气动方式模拟空间微重力环境下实验系统方案,该实验系统用于验证空间机器人的捕获性能。本验证系统由模拟目标星实验模型、气浮平台、双目视觉系统、通讯系统、电机系统,传感器系统、信号调理系统六个子系统组成。本论文首先阐述了系统各个子系统的设计方案,其次讨论了基于层次递减式控制系统结构,最后重点研究了模拟目标星在垂直地面方向上的漂浮运动控制算法,仿真和实验结果验证了该控制算法是有效的。

基于OPNET的星地光网络性能测试仿真平台研究

为了测试星地光网络的性能,设计了一种基于OPNET的星地光网络性能测试仿真平台;介绍了平台的总体技术架构,探讨了星间链路建立的条件;采用最大接入仰角与最长服务时间加权的方式,完成星地链路的卫星接入服务;按照切换呼叫优先的策略完成业务传输中的卫星切换服务,确保星地链路不间断的通信能力;根据最小链路代价和首次命中原则,实现星地光网络的路由与波长的动态分配;最后,利用平台的OPNET软件测试了3种星座下的星地光网络性能,测试结果表明:在LEO、MEO和GEO星座下,星地光网络的网络阻塞率分别为10%、40%和54%,平均网络时延分别为0.1s、0.07s和0.054s;测试结果对星地光网络的工程应用具有一定的指导意义。

基于SuperMap GIS的跨平台指挥信息综合显示系统

航天试验中的指挥信息对于试验任务的成败起着至关重要的作用。应用国产地理信息系统软件Super-Map GIS,在基于国产中标麒麟操作系统平台上,设计并实现了航天试验指挥信息综合显示系统,以多种方式展示航天试验任务中的指挥信息。研究结果在提高航天试验能力,摆脱国外软件垄断,提高跨平台自主软件的应用水平方面提供了很好的借鉴。

低重力模拟试验平台索并联驱动系统张力优化策略

冗余索并联系统动力学方程的张力解不唯一,为保证随动平台在工作空间内姿态可控及索张力连续平稳,并且满足张力在最大最小限制范围,需要对其索张力优化策略进行研究。通过建立索并联驱动系统的动力学模型,分别运用封闭(Closed-Form,CF)优化法、常规最小方差优化法及将张力分为上、中、下斜拉的分类最小方差优化法对系统力控工作空间(Force Controllable Workspace,FCWS)以及典型工况的运动轨迹张力进行优化计算,结果表明:在相同张力限制条件下,采用CF优化法计算的FCWS范围最小,常规最小方差优化法次之,分类最小方差优化法计算的FCWS最大并满足系统要求;在相同运动轨迹条件下,采用CF优化法计算的张力上限最大,常规最小方差优化法次之,分类最小方差优化法的张力上限最小并满足系统要求;将分类最小方差优化法在索并联驱动系统进行张力试验,结果表明系统张力变化规律符合该优化算法的理论值,证明了该优化法的正确性。综上所述,将分类最小方差优化法确定为系统的张力优化策略。

飞机液压地面试验台安装的空间测量分析

研究了飞机地面模拟液压系统试验台的现场安装测量过程,提出了基于激光跟踪仪的现场安装环境布置和测量方法。通过构建基准点的基准坐标系和激光跟踪仪的测量坐标系之间的映射关系,建立三维坐标转换方程。应用最小二乘迭代法得出了坐标转换算法,并用MATLAB对该算法进行了仿真验证。

新型空间平台发展模式探析

近年来,美国等航天国家研究提出了多种多样的新型空间平台,并开展了系列飞行试验。主要简述了美国XSS（experiment satellite series）计划、轨道快车、轨道转移飞行器、快速响应空间航天器、X-37B和F6系统等新型空间平台的情况,总结了其发展特点,提出了新型空间平台的发展模式。

飞行软件通用仿真测试平台中1553B接口测试方法的研究

航天飞行软件是航天飞行器控制系统中最重要的部分之一,1553B总线在航天飞行器中的应用越来越广泛,因此模拟一个1553B总线环境成为仿真测试中不可或缺的一部分,然而由于不同型号飞行软件的独立性,各个型号都需要设计专用的仿真测试平台,造成软硬件的浪费。本文在提出一种通用的仿真测试平台的基础上,对平台中1553B总线测试功能模块进行研究,分别在驱动层、逻辑层和用户层上对总线的需求和结构进行了详细设计,使其能够通用于任何一种支持1553B总线的飞行软件,大大节约了软件测试成本,有效缩短了测试周期。

高真空环境下精密齿轮传动效率测试平台研制

研制了一款在高真空环境下对精密航天器齿轮增速器系统传动效率测试平台,该平台传动效率测试精度小于等于0.5%,输入端可测扭矩范围为0~5 Nm,额定转速可达8260 r/min;输出端可测扭矩范围为0~50 Nm,用于1×10^(-5) Pa的高真空测试环境下对现有的航天器所用的行星齿轮增速度的传动效率进行测试。通过在高真空环境下传动效率的测试,验证了该平台所测传动效率测试小于等于0.5%的精度。

基于多体系统理论的晶圆测试平台误差建模

针对晶圆测试平台内部构造和工作特点,采用了多体系统理论法对晶圆测试平台空间定位误差进行建模。首先通过低序体阵列描述多体系统拓扑结构,将晶圆测试平台各体之间的关系转换为各坐标系之间的关系,然后建立低序体之间的理想与实际特征变换矩阵,最终建立晶圆测试平台空间定位误差模型。上述模型包含了由于制造、装配、运动控制不精确等因素带来的空间定位误差。给出了晶圆测试平台空间定位误差的数学表达式,为后续误差补偿提供理论基础。

基于DoDAF的新型空间平台航天试验体系结构建模

在深入研究新型空间平台航天试验活动的相关资料基础上,依据美国国防部体系结构框架(Department of Defense Architecture Framework,DoDAF),并基于体系结构软件(System Architect,SA)设计了新型空间平台航天试验体系的试验视图,利用SA Simulator对OV-6a视图进行仿真,分析了试验流程及角色资源利用率,结果表明测控能力对新型空间平台航天试验具有重要影响。以上工作对开展新型空间平台航天试验、建设新型空间平台装备体系具有一定意义。

基于ACS800-104LC的大电机试验平台

本文介绍了一种新型的电机试验平台及控制原理。平台运用了变频调速,有缘整流及公共直流母线的能量回馈,能够适应不同类型的电机的多种试验,采用了ABB最新的ACS800-104LC水冷模块R8i,运用了直接转矩控制(DTC)和四象限运行原理。试验表明:试验平台运行稳定,试验精度高,有效地实现了能量回馈。