2020 Vol. (2): 1-7| [摘要](42) | [PDF](16)- 基于折射方向矢量的地球卫星星光折射导航新方法
- 宁晓琳，梁晓钰，孙晓函，房建成
- 在星光折射导航中，星光折射视线包含星光折射的大小和星光折射方向两种折射信息，传统的星光折射导航量测量只利用了星光折射大小的信息。但实际上，星光折射方向也是卫星位置矢量的函数，含有卫星位置的重要信息。针对上述问题，提出了一种同时使用两种折射信息的星光折射导航新方法，该方法以星光折射方向矢量为量测量。详细介绍了基于折射方向矢量地球卫星星光折射导航方法的量测量的获取和量测模型的建立，同时对不同影响因素对导航系统性能的影响进行分析。仿真结果表明，该方法的导航精度优于折射视高度和星光折射角两种传统的星光折射导航量测量。
- 2020 Vol. (2): 8-16
| [摘要](32) | [PDF](17)导航制导与控制技术- 基于事件触发的航天器姿态自适应容错控制
- 张嘉芮，陈弈澄，董新蕾，王焕杰，齐瑞云
- 针对航天器通信和计算资源约束以及执行器故障场景下的姿态控制问题，提出了一种基于事件触发的航天器姿态自适应容错控制策略。首先，采用自适应方法估计故障信息、外界扰动等系统中未知参数，并引入事件触发机制，在执行器故障下实现容错控制的同时，节约星载计算机的计算资源。然后，基于李雅普诺夫方法证明了所提出的控制策略保证了闭环系统状态全局一致且最终有界稳定，并能有效避免Zeno现象，保证了执行器故障场景下对姿态的精确控制。最后，应用于航天器的姿态稳定试验，仿真结果验证了该方法的有效性。
- 2020 Vol. (2): 17-25
| [摘要](31) | [PDF](12)- 基于Faster R-CNN的精密零部件的识别方法
- 孙海铭，时兆峰，李 晗，王 芳
- 在航空航天领域中，惯性陀螺等精密器件装配精度要求较高，目前大多采用人工装配的方法，装配效率低、装配过程受人主观影响大。针对上述存在的问题，采用基于Faster R-CNN模型的目标识别算法，通过VGG16特征提取网络提取特征信息，在模型训练过程中利用COCO数据集的深度网络模型进行迁移训练，防止模型过拟合并加速参数的训练过程。同时，该方法还与其他深度学习模型以及传统的目标识别算法进行了对比，在自建的数据模型测试集上进行试验。结果表明，基于VGG16的Faster R-CNN目标识别模型在复杂环境及物体发生遮挡的情况下对于惯性陀螺的识别具有明显的优势，准确率可达到87.80%，召回率80.30%，识别速度可达到15FPS，能够满足实时性要求。
- 2020 Vol. (2): 26-36
| [摘要](16) | [PDF](10)- 一种空间飞行器控制系统软件协同演化方法
- 周 宇，沈怡颹，张 磊，张增安
- 针对空间飞行器控制系统软件在开发演化时存在管理复杂、开发过程无序、协同度低的问题，提出一种空间飞行器控制系统软件协同演化的方法。首先对软件演化过程中的演化活动、演化策略进行了分析，之后基于对软件演化活动所得到的演化路径利用有向图进行了建模并给出了其演化活动的排序，最后，对演化路径有向图中出现的并行活动和环的情况进行分析，同时给出了相适应的排序算法。基于该方法，软件演化过程得到规范，较好的解决了复杂情况下演化路径求取困难的问题。
- 2020 Vol. (2): 37-43
| [摘要](31) | [PDF](14)- 基于FPGA的柔性机械臂多路无刷直流电机控制系统设计
- 吴鹏飞，祖凤丹，陈景元，李江腾，宛俊伟
- 针对柔性机械臂一般为超冗余机械臂，需要多个无刷直流电机驱动各个关节的运动，传统的数字信号处理（DSP）芯片、单片机用户接口有限，无法同时驱动十几个无刷直流电机运动，并且采用传统的PID算法控制精度较低，不适应于高精度柔性负载的控制。本文提出采用现场可编程逻辑门阵列（FPGA）芯片实现柔性机械臂多路无刷直流电机的控制，设计出改进型神经元自适应PID控制器，有效提高各关节电机的位置跟踪精度和抗柔性负载扰动能力，同时完成了规划位置的直线插补、多路电机母线电流采集、多路电机旋变位置信号采集处理。并在柔性机械臂原理样机中进行了验证，设计的驱动控制器能使得每个关节电机定位精度优于0.2°，各关节的无刷直流电机同步性、协调性良好。
- 2020 Vol. (2): 44-51
| [摘要](39) | [PDF](11)光电探测与制导技术- 无人平台复杂地形探测的视触融合方法
- 王召新，刘华平，续欣莹，孙富春
- 为提高无人平台在复杂环境中的地形探测能力以及解决在小样本数据下识别地形困难的问题，提出了一种无人平台复杂地形探测的视触融合方法。在原始宽度学习的基础上，建立了多模态级联特征节点宽度学习框架。首先进行触觉和视觉初步特征提取和融合特征提取，随后将融合特征矩阵经宽度学习分类器得到地形识别的结果。最后，在自建的视觉-触觉地形 (V-T2)数据集进行了实验验证。结果表明，相比于传统的融合算法，提出的融合算法有很好的准确性和鲁棒性，为无人平台地形探测提供了有效的策略。
- 2020 Vol. (2): 52-58
| [摘要](24) | [PDF](19)- 红外成像系统中带有距离修正的目标能量预测方法
- 刘 滨，洪文鹏，王瑞芬，刘建旭，关智聪
- 针对红外成像系统中目标遮挡后需要进行能量预测的实际情况，提出了一种基于距离修正的Kalman灰度预测方法，建立能量和距离之间的状态方程，通过装订的距离和观测到的目标能量来预测实际的目标能量，并结合具体的试验数据，与三阶状态向量Kalman滤波预测和 滤波预测做了对比，仿真结果表明，该滤波方法是正确有效的。
- 2020 Vol. (2): 59-63
| [摘要](22) | [PDF](9)- 红外导引头平台底座拓扑优化设计
- 洪文鹏，孟祥福，李 欢，陈 珂，江乐果
- 为了提高红外导引头动静态性能，以底座轻量化为设计目标，静刚度和基频为限制条件，采用变密度法的拓扑优化理论，利用三维设计软件和有限元分析软件对红外导引头平台底座进行拓扑优化设计。并对比分析了拓扑优化前后底座结构的各项指标，结果表明优化后的底座在质量减小了26.3%的情况下，最大变形量减小了7.6％，最大应力基本不变，基频提高了11％，有利于红外导引头轻量化水平的提升和整机性能的提高。最后，通过冲击振动试验，验证了红外导引头的跟踪性能，说明了红外导引头平台底座拓扑优化的可行性。
- 2020 Vol. (2): 64-69
| [摘要](18) | [PDF](11)惯性与伺服技术- 光纤陀螺零偏温度误差补偿方法分析
- 张春梅，刘晓庆
- 根据光纤陀螺光纤环受温度效应影响的机理，分析了光纤陀螺零偏产生温度误差的原因，提出了光纤陀螺基于光纤环附近多点温度的误差补偿方法，建立光纤陀螺零偏随光纤环附近多点温度及温度变化率变化的数学补偿模型。根据全温温度实验，分析光纤陀螺零偏随温度变化的规律，确定补偿模型的补偿系数，对光纤陀螺零偏进行温度误差补偿。并将多点温度补偿方法与传统的基于单点温度补偿方案的补偿效果进行对比分析。结果表明，基于两点及以上温度的温度误差补偿模型能将全温零偏稳定性降低2个数量级，全温极差降低1个数量级，优于基于单点类的温度补偿方案，且具有很高的工程应用价值。
- 2020 Vol. (2): 70-74
| [摘要](17) | [PDF](11)- 双圈磁钢飞轮电机的设计及优化
- 殷 明，王 森，陶侃凯，聂 周，裴 堃，刘 凯
- 反作用飞轮系统是卫星等航天器实现姿态调节的执行机构，目前国内卫星姿态调节用的飞轮电机是常规单层磁钢飞轮电机，根据该系统对飞轮电机的具体性能要求，在常规飞轮电机的基础上提出一种双圈磁钢结构的飞轮电机，以此改善常规飞轮电机气隙磁密波形及反电势波形质量不高、转矩波动和电机损耗大等问题。首先采用有限元软件对双圈磁钢飞轮电机进行结构设计，其次在双圈磁钢飞轮电机尺寸确定的情况下，对电机的磁极对数和极弧系数进行优化，由于双圈磁钢飞轮电机的磁钢产生的磁密在气隙中分布相比常规飞轮电机更加均匀，所以最后将其与常规飞轮电机进行定量对比，对比结果表明，双圈磁钢飞轮电机的气隙磁密波形质量比常规飞轮电机的气隙磁密波形质量更好，其转矩脉动更小，提高了反作用飞轮系统的控制精度和稳定性。同时双圈磁钢飞轮电机的电机损耗更小，增大了飞轮电机的运行效率。
- 2020 Vol. (2): 75-80
| [摘要](21) | [PDF](9)工艺与材料技术- 抗辐射保偏光纤的制备及其特性研究
- 文建湘，贾 明，董艳华，庞拂飞，陈振宜，王廷云
- 通过对保偏光纤进行光漂白与低温相结合处理的方式，来提高光纤的抗辐射性能。保偏光纤再经过1.0 kGy的高剂量预辐照处理后，其损耗会明显增大。随后采用980nm的激光对光纤进行光漂白处理,其损耗并没有发生明显变化。但是，处理后的样品在小剂量辐照条件下其光纤传输呈现先减小后增大的趋势。对于通过液氮进行冷处理的预辐照样品，其光纤传输损耗得到明显的降低，同时光纤经过小剂量辐照后的损耗同样也具有先减小后增大的现象。最后，将两种处理方式相结合，一方面可以有效地降低预辐照光纤的传输损耗，另一方面也使得保偏光纤在小剂量辐照的条件下，使其传输损耗具有减小的趋势，大大提高了保偏光纤在小剂量辐照条件下的抗辐照特性。
- 2020 Vol. (2): 81-85
| [摘要](22) | [PDF](16)
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