2021 Vol. (2): 01-09| [摘要](9) | [PDF](3)- 基于数据驱动的非合作航天器姿态估计与预测方法
- 陈 航，陈敏花，蒋催催，郇文秀，潘 菲，胡庆雷
- 针对临近操作对非合作航天器的相对导航问题，考虑角速度测量缺失以及视觉特征丢失，提出了一种融合乘性扩展卡尔曼滤波和姿态预测的框架，实现了对非合作航天器的姿态估计和预测。采用惯性参数对状态向量进行了扩维，在缺少角速度测量的情况下预估了非合作航天器的姿态和相对转动惯量的比值。基于函数拟合和神经网络分别设计了两种姿态预测方法，解决了传统方法误差随时间累积的问题，有效减少了计算成本。最后，通过数值仿真验证了滤波估计和姿态预测算法的实时性和准确性。
- 2021 Vol. (2): 10-18
| [摘要](11) | [PDF](2)- 基于图像卷积的地图匹配算法
- 瞿逸伦，卿 立，张 迪，何 伟，李殿茜
- 地图匹配定位是一种主流的车载导航定位方法，其以车辆轨迹数据和路网地图为基础，将车辆位置估计输出到路网地图上。该过程可对车辆定位结果进行修正，是车辆导航、交通诱导、交通预测等应用的基础。针对现有地图匹配算法存在的一些问题，如算法流程依赖路口匹配精度，在较大初始误差场景下寻路正确率较低，以及寻路结果错误易影响后续匹配精度等，提出了一种基于图像卷积的地图匹配方法。利用图像卷积方式对比了车辆轨迹与道路的几何特征，以实现匹配定位，从而确保了初始误差较大场景下的匹配精度，并且避免了由寻路错误所引发的相关问题。
- 2021 Vol. (2): 19-25
| [摘要](7) | [PDF](1)- 基于路径跟随的改进领航-跟随无人机协同编队方法
- 胡阳修，贺 亮，赵长春，陈 扬，钱洲元
- 针对集群无人机完成高精度协同编队的需要，提出了一种基于路径跟随的改进领航-跟随无人机协同编队方法。首先，在传统A*算法的基础上，引入了障碍威胁系数改进A*算法，为领航无人机规划从起点到目标的全局安全路径；其次，采用Hermite多项式在离散化后对领航无人机的全局安全路径进行参数化表示。当遇到新的障碍信息时，利用改进A*算法重新规划路径；随后，领航无人机将跟随无人机的空间编队信息与编队路径参数信息在集群中完成同步；最后，基于一致性原理设计了编队队形协同控制器，并基于改进人工势场法设计了动态避障控制器。仿真结果表明，与传统的领航-跟随方法相比，该方法可以降低编队误差，提高了复杂曲线路径下无人机的编队精度与稳定性，具有一定的工程应用价值。
- 2021 Vol. (2): 26-35
| [摘要](9) | [PDF](2)光电探测与制导技术- 基于光学天线的多光谱窄带热探测器及其应用
- 谈小超，易 飞
- 在回顾热探测器的工作原理、材料体系和典型应用的基础上，着重介绍了利用光学天线调控热探测器像元的光谱响应、实现多光谱窄带探测的技术路线。首次提出了将基于光学天线的多光谱窄带探测器用于非色散红外光谱法(NDIR)进行多种气体传感的应用场景，以摆脱对窄带滤光片的依赖；针对八种典型的危害性气体(H2S、CH4、CO2、CO、NO、CH2O、NO2、SO2)的特征吸收波长构建了多光谱窄带探测器阵列，并采用NDIR进行了单一气体检测，由实验测得的气体检测下限与商用NDIR气体传感器的检测下限相当；发展了从多个窄带探测器的输出信号组合反推混合气体中各组分浓度的数学模型，并进行了NDIR多组分混合气体实验验证。结合商业案例，分析了超构材料多光谱窄带探测技术在固体、液体、气体等形态的物质成分分析中的实用价值，展望了其在国防军事、工业化工、食品安全及污染检测等领域中的应用前景。
- 2021 Vol. (2): 36-50
| [摘要](174) | [PDF](8)- 不同流速比超声速混合层气动光学效应研究
- 邢博阳，蔡 彬，杨 波，张 斌
- 针对不同流速比混合层流场气动光学效应问题，首先采用大涡模拟数值方法进行了数值仿真，其次用光线追迹方法进行了气动光学效应仿真，最后对混合层的气动光学效应进行了评价。结果表明，混合层流场涡结构与光程差极小值存在一一对应关系，并且其流速比低的混合层气动光学效应更加严重。同时，研究了不同光学参数对斯特列尔比的影响，得到了相应的规律。
- 2021 Vol. (2): 51-57
| [摘要](7) | [PDF](1)- 多视场低磁星敏感器及其在磁测卫星中的应用
- 许域菲，张 祎，孔祥龙，孙朔冬，赵 强
- 下一代地磁导航等空间任务对地球磁场测量卫星提出了迫切的需求, 高精度地磁场测量卫星需要极高的姿态测量精度和空间剩磁环境, 对星敏感器提出了新的要求。针对这一需求, 研究了低剩磁高精度星敏感器的改进设计方法。采用三视场分体结构设计,提高了数据更新率,通过数据融合提高了姿态确定精度,同时对光学头部进行了精细化降剩磁设计。仿真和测试结果表明，改进的星敏感器设计方法能够实现较低的剩磁和较高的定姿精度, 满足地磁场测量卫星的应用需求, 具有较高的应用价值。
- 2021 Vol. (2): 58-65
| [摘要](10) | [PDF](4)- 基于光星模拟器的星敏感器安装极性测试方法
- 叶立军，王新萌，朱 虹，刘付成，宝音贺西
- 针对目前星敏感器在整星上的安装极性无法被直接测试的问题，提出了基于光星模拟器的星敏感器安装极性测试方法,从物理和数学两方面阐述了该测试方法的原理，设计了星敏感器安装极性的操作方法和相应的判据。提出了可测性指标的概念，并通过对星敏感器极性和星敏感器安装极性分别进行可测性分析，证明了该方法的有效性。整星电测试结果表明，该方法操作简单，效果直观，可广泛应用。
- 2021 Vol. (2): 66-72
| [摘要](9) | [PDF](1)惯性与伺服技术- 外形及工况参数对轴承柔性保持架动力学性能的影响
- 张航，雷学林，何云
- 考虑保持架柔性处理及滚动轴承各组件间的相互作用关系，利用ADAMS/View平台构建了真空条件下不同保持架的轴承刚柔耦合多体动力学分析模型，采用正交试验法分析了转速、保持架厚度和兜孔形状对保持架动态特性的影响规律。结果表明：随着轴承转速增加，保持架转速稳定性降低，动态接触力和打滑率升高，质心轨迹呈“筒状”；保持架厚度对保持架动态性能影响最大，质心轨迹受兜孔形状影响最大；动量轮用保持架最优工况及设计为：轴承转速为2000 (r/min)，厚度为2 mm，兜孔形状为方型兜孔。
- 2021 Vol. (2): 73-79
| [摘要](8) | [PDF](1)- 伺服动力电源技术发展概述
- 杨 斌，闫丽媛，杨 磊，郑再平，黄玉平
- 近年来，机电伺服系统在航空、航天领域得到了广泛应用，逐渐形成了新的推力矢量控制和舵面控制实现方式，并推动了伺服动力电源的多样性发展。研究了国外运载火箭、导弹及飞机伺服动力电源技术的发展现状，梳理了各类场景中伺服动力电源的应用特点及未来需求，对比了常见的热电池、锌银电池、锂离子电池及涡轮发电等各类伺服动力电源的技术特点，并提出了高电压、高比功率、高比容量（新型电池，涡轮发电）、一体化/智能化/高可靠等伺服动力电源技术的未来发展方向。
- 2021 Vol. (2): 80-87
| [摘要](7) | [PDF](2)- PMSM电流预测控制参数误差量化分析方法
- 牟筱宁，曾凡铨，周阳，崔业兵，宋树伟
- 交流永磁同步电机（PMSM）电流环控制性能是制约交流伺服系统性能的关键。电流预测控制拥有更快的动态响应、更低的电流谐波和优良的转矩响应，但该算法依赖精确的电机模型，参数失配会引发稳态电流误差，无法输出额定转矩，进而导致电机转矩输出效率降低。根据永磁同步电机电流预测模型，详细分析了d、q轴电流静差产生的原因，以及电流预测控制对电机参数误差的敏感性，提出了一种参数误差量化分析方法。该方法引入了电机参数偏差因子，量化描述了电机电感、磁链参数误差与电流静差之间的制约关系。通过仿真分析，验证了所提方法的合理性，为高性能永磁伺服电流预测数字控制技术打下了良好基础。
- 2021 Vol. (2): 88-95
| [摘要](5) | [PDF](2)- 小波降噪与快速包络谱峭度相结合的轴承组件故障诊断技术
- 聂周，李迎春，王森，裴堃，张云环，施雷
- 作为飞轮重要的旋转支撑部件，轴承组件的性能对飞轮寿命有着重大影响,因此如何在早期对轴承组件进行筛选显得尤为重要。轴承组件在故障初期，其故障特征比较微弱，故障信号很容易淹没在背景噪声信号中，给轴承组件的早期故障判断和定位带来了很大的困难。本文以飞轮常用轴承组件为研究对象，基于快速包络谱峭度的振动测试方法，先通过对采集的轴承组件振动信号进行小波降噪，提高特征信号的信噪比，然后对振动信号进行全频段的峭度分析，可以对轴承组件进行早期的故障诊断并进行故障定位，得到轴承组件故障频率，为后续轴承组件故障诊断研究提供方法手段。
- 2021 Vol. (2): 96-102
| [摘要](5) | [PDF](1)
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