测控装备协同故障诊断系统研究

掌握地面测控系统的技术状态、尽快排除装备故障,是保证发射活动顺利实施的关键;根据测控装备的使用特点提出了协同故障诊断系统保障需求,针对装备的组成特点及结构原理,采用虚拟仪器技术、DataSocket技术、LabVIEW以及PXI总线系统架构,提出了基于故障树诊断和基于案例的故障诊断的专家系统,设计了基于故障树和故障字典双模式统一存储结构的信息库;最后,通过对装备外测频综机柜的故障诊断实例,对系统协同条件下故障树诊断进行了验证;结果表明系统满足功能设计要求,诊断结果可靠,人机交互友善,操作方便。     

实时数据驱动的交会对接仿真平台设计与实现

航天器地面综合测试时,为了在测试数据显示基础上,动态展示航天器交会对接过程,验证交会对接飞行方案的正确性,为航天员手控交会对接训练提供支持,设计航天器交会对接仿真系统,给出交会对接仿真平台设计架构。通过对航天器建模、虚拟场景装配、模型驱动方法、阳照区/阴影区绘制、姿态和星下点轨迹计算方法研究,开发实现航天器交会对接仿真平台。平台由实时测试数据驱动,在航天器地面静态测试下,可以实时显示航天器三维飞行状态及星下点轨迹。目前,仿真平台已经应用于航天器地面综合测试过程中,同时,平台可以扩展支持航天器在轨飞行动态展示,丰富了航天器测试和监视手段,具有较高工程应用价值。     

航天器空间静电效应研究进展

航天器在轨运行过程中面临的空间环境复杂多变,高能电子、等离子体环境、低气压、大温差等环境因素会引起航天器发生静电带电和放电效应,对航天器的安全运行造成严重影响。基于国内外试验数据和案例分析了空间环境引起的航天器故障,从数值仿真软件、地面模拟技术、强场诱发放电以及防护技术等方面介绍了空间环境作用下航天器充放电效应研究进展,对我国目前研究差距和未来研究方向进行了展望。研究表明:我国航天器充放电效应防护技术研究取得了进步,下一步重点针对空间站、深空探测、探月工程等新任务,进一步拓展空间环境作用下航天器充放电效应机理和防护新技术研究,为提升我国航天器的安全性和可靠性提供技术支撑。     

多航天器并行测试综合显示平台的设计与实现

为解决载人航天器并行测试遥测数据集中判读和关联分析问题,提出一种支持多航天器并行测试的综合显示平台设计方法。对多航天器并行测试方案进行研究,对综合显示平台总体架构进行设计。平台采用插件式程序架构便于功能扩展,采用脚本引擎技术提高平台可配置性,采用MVC设计模式增加页面编辑的可维护性,采用多线程技术和定时器策略实现海量数据的实时显示。平台具备图形页面、列表页面、曲线页面显示功能,可以实现常规数值显示、报警监视及源码、序列显示,同时,支持测试数据本地保存与回放判读。综合显示平台已应用于载人航天器全阶段地面测试和某型号航天器在轨交会对接任务中,应用效果良好。     

一种镉镍蓄电池在轨活化通用设计方法

提出了一种卫星镉镍蓄电池在轨活化通用化设计与实现方法,利用卫星软件根据实时遥测数据,自主进行镉镍蓄电池在轨活化处理。解决了传统航天器地面采用预设V-T曲线进行镉镍蓄电池的充放电人工控制时,由于电流遥测频率较低且负载工作电流变化模式多,境外的参数无法实时获取等原因,无法获取准确的充放电电量,不易通过深放电实现镉镍蓄电池在轨活化处理的问题。进一步对该方法进行通用化设计,可适用于采用电量计控制的各种航天器镉镍蓄电池,提高镉镍蓄电池寿命末期输出能力,延长航天器电池使用寿命。     

某型飞机发动机故障诊断专家系统设计

针对某型飞机发动机故障诊断困难以及视情维修对维修技术提出的更高要求,利用专家系统人工智能技术设计了该型飞机发动机故障诊断专家系统。该系统利用自动检测技术获得发动机状态参数,通过智能诊断实现故障定位。系统利用模块化设计思想进行了人机交互界面设计、故障知识数据库建立、推理机制设计、获取知识程序设计、解释程序设计,实现了发动机故障的快速定位,提高了发动机诊断维修的时效性,保证了发动机的完好率。     

实践十号返回式卫星自主安全控制策略设计

自主运行和健康管理是航天技术发展的一个重要趋势。为确保实践十号返回式卫星在飞行中的设备安全、整星能源安全和自主运行需求,从卫星系统层面进行了自主安全控制设计。首先,可以使卫星在测控弧段之外出现地面无法反应的故障时能够启动自主安全保护模式;其次,可以使卫星自主执行程序化的功能,减轻地面人员的遥控数据上注压力。实践十号卫星在轨飞行中所采取的系统级自主安全控制策略以及工程设计经验,是对航天自主运行和健康管理技术的有益探索和尝试,对后续航天器的设计有很大的借鉴意义。     

基于CLIPS的激光驱动器故障诊断专家系统设计

针对大型激光驱动器故障定位难,诊断、处置效率低的基本现状,提出利用专家系统进行故障诊断的基本思路,并以自动准直子系统为例,介绍了专家系统的体系架构、故障树模型、知识库设计和基于CLIPS工具的实现方法。初步应用结果表明,该专家系统有助于提高装置的故障诊断效率和智能化水平,增强系统可用性。     

嫦娥一号卫星干涉成像光谱仪电子学设计

介绍了嫦娥一号卫星用于获取矿物光谱信息的干涉成像光谱仪电子学系统设计.概述了电子学系统的技术指标、系统组成、工作模式、外部接口和设计原则,详细描述了焦平面组件设计、视频处理和时序控制组件设计和EMC设计,给出部分正样产品实物照片以及地面实验和在轨飞行图像.各项地面试验和一年的在轨飞行结果表明该设计达到了预定的技术要求.     

基于拜占庭故障模式的空天飞行器GNC系统架构研究

针对空天飞行器对GNC系统的高可靠性需求,开展了基于拜占庭故障模式的GNC系统架构研究,采用四机三总线架构设计方案,通过系统内总线实现输入数据及输出数据多机冗余比对,防止拜占庭故障的发生,提升了系统可靠性,实现了系统自检测和故障的准确定位及隔离,并具有在线故障诊断、故障自修复功能,同时解决了高动态、强干扰环境下系统自主性较差的问题,提升了GNC系统可靠性和容错性;经分析,该系统架构能够满足空天飞行器在轨、再入复杂任务需求。     

运载火箭多表冗余捷联惯组的故障诊断与决策

为了提高运载火箭惯导系统的可靠性,介绍了一种多表冗余捷联惯性测量组合的故障诊断和冗余信息重构技术,对陀螺仪和加速度计信息采取三取二的冗余、诊断的管理策略,将故障定位到具体惯组的某个敏感轴,对故障惯组隔离后进行信息重构,实现故障情况下的导航信息的正常输出,增强了运载火箭对惯组故障的适应能力。     

微重力条件下舱内对流换热的地面质-热比拟

运用热量传递和质量传递的相似比拟原理,对载人航天器地面模拟舱内空气的对流换热和对流传质进行了理论分析,对萘升华质－热比拟实验技术用于微重力舱内对流换热地面模拟的可行性进行了讨论。提出了一种工作压力和模型尺寸保持的抑制自然对流的地面模拟技术,并用数值方法对其进行了验证。结果表明,这一技术可用于载人航天器工作舱内对流换热的地面模拟实验。     

A New Universal Domain Adaptive Method for Diagnosing Unknown Bearing Faults

The domain adaptation problem in transfer learning has received extensive attention in recent years. The existing transfer model for solving domain alignment always assumes that the label space is completely shared between domains. However, this assumption is untrue in the actual industry and limits the application scope of the transfer model. Therefore, a universal domain method is proposed, which not only effectively reduces the problem of network failure caused by unknown fault types in the target domain but also breaks the premise of sharing the label space. The proposed framework takes into account the discrepancy of the fault features shown by different fault types and forms the feature center for fault diagnosis by extracting the features of samples of each fault type. Three optimization functions are added to solve the negative transfer problem when the model solves samples of unknown fault types. This study verifies the performance advantages of the framework for variable speed through experiments of multiple datasets. It can be seen from the experimental results that the proposed method has better fault diagnosis performance than related transfer methods for solving unknown mechanical faults.     

基于SOPC的微小型无人机容错飞行控制平台设计

针对微小型无人机的高可靠性和微型化要求,将可编程片上系统(SOPC)技术和容错技术相结合,设计出一套双余度容错飞行控制平台。从容错方案的选取到硬件和软件的实现给出了具体实施方案,并对同步技术、故障诊断与定位、动态重构与隔离等关键技术进行了研究。经过仿真验证和试验表明,该方案设计合理,系统平台不仅可以实现无人机飞行控制的基本功能,而且具有很高的集成度和灵活性,并且满足一次故障安全。     

量子点红外探测器在空间光电系统中的应用

为了更好地开发和利用空间资源,各国竞相通过向空间发射卫星、空间站、航天飞机等航天器来建立探测站点和通信网络以占据具有最大优势的位置,其中空间光电系统在探索新资源方面起到关键的作用.点对点的距离远、空间辐射强、温差较大等空间环境因素严重影响着光电系统性能的发挥,也向空间光电系统的稳定性和可靠性提出了挑战.本文提出将具有较高的探测灵敏度、工作温度、抗辐射能力和响应带宽的新型量子点红外探测器应用于空间光电系统,阐述了量子点红外探测器的基本工作原理和优点,并讨论了量子点红外探测器在空间应用的技术要求,分析了其在空间的激光雷达、卫星光通信和成像或者非成像系统中的应用.     

统一气体动理学方法研究进展

在临近空间高超声速飞行器气动载荷、航天飞行器变轨/调姿、微尺度元器件传质/传热等科学和工程实践中，存在着大量的时序多流域（多尺度）流动问题以及位于单一流场中的复杂多流域问题（局部稀薄问题），对数值预测工作提出挑战.因此，近年来从介观气体动理学基础上发展出了一大类将连续流与稀薄流进行统一计算的高效数值方法，包括确定论形式的UGKS，GKUA和DUGKS方法，以及粒子形式的USP-BGK和UGKWP方法.文章围绕着确定论和统计粒子两类统一方法的最新研究进展进行回顾和分析，重点关注在每种方法中全流域统一性质的来源与实现方式、目前已取得的关键进展以及该方法的扩展性和应用价值.      

基于计算机视觉的航天器间相对状态测量系统

在航天器编队飞行应用中,航天器间相对状态(相对位置和姿态)的确定是实现航天器自主控制的重要条件。通过充分利用计算机视觉理论及相机成像原理,提出了一种基于计算机视觉的航天器间相对状态的测量系统。推导了基于目标靶特征点确定航天器相对状态的四元数法,介绍了系统的测试原理及标定方法,并通过采用APSCMOS相机作为图像传感器,建立了它的试验原型,验证了测量原理和算法的正确性。该测量系统结构简单、体积小、重量轻、功耗低、算法简单、速度快,近距离测量精度高,能够广泛地应用于空间合作目标间相对状态的测量。     

弹丸超高速撞击铝靶成坑数值模拟

 低地球轨道的各类航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击，损伤航天器飞行关键系统，进而导致航天器发生灾难性的失效。微流星体及空间碎片防护结构设计，是航天器设计的一个重要问题。采用AUTODYN软件进行了弹丸超高速正撞击及斜撞击铝靶成坑的数值模拟，给出了二维及三维模拟结果。研究了弹丸密度、弹丸形状、板厚度、弹丸速度、弹丸直径和弹丸撞击入射角等对靶成坑的影响。模拟结果同实验结果进行了比较，模拟的成坑形状和特征尺寸同实验相吻合。验证了数值模拟方法的有效性。     

环路热管技术(LHP)的发展现状

LHP作为一种新型传热装置,经过近三十年的发展,其技术已日趋成熟,并已开始在航天器中应用。本文在作 者对LHP研究的基础上,结合国内外LHP技术的进展,综述了LHP技术的主要研究现状及今后发展的趋势,并论述了 LHP技术的应用前景。