2019 Vol. (1): 1-7| [摘要](40) | [PDF](49)综述与动态- 国外空间激光通信技术的发展现状与趋势
- 王 燕,陈培永,宋义伟,付 森,牛俊坡
- 为了满足日益增长的大数据量、高速数据传输速率的需求，NASA、ESA、JAXA等航天机构正在开启空间激光通信技术的时代。各国纷纷在GEO-LEO、LEO-LEO、LEO-地面，以及地-月等不同轨道验证了激光通信终端的在轨性能。介绍了国外开展的激光通信技术演示验证试验情况，重点介绍了以月球激光通信演示验证试验（LLCD）为代表的深空激光通信技术，以及以半导体星间链路为代表的星间激光通信技术。通过阐述国外激光通信技术的发展现状，分析了激光通信技术的未来发展趋势。期望通过该技术的研究，对我国激光通信技术的发展提供参考借鉴。
- 2019 Vol. (1): 8-16
| [摘要](24) | [PDF](16)导航制导与控制技术- 卫星姿态大角度机动的轨迹规划和模型预测与反演控制
- 谭天乐,尹俊雄,郑翰清
- 空间科学观测、态势感知、对地遥感、操控服务等应用对卫星提出了高精度、高稳定度、平稳柔顺大角度姿态机动的需求。采用欧拉角形式，对时变、非线性卫星姿态动力学系统进行了分析与建模，将每一个测控周期视为一个姿态机动过程。基于动力学系统受控运动的规律，在每一个姿态跟踪机动过程中，预测姿态偏差，通过卫星姿态演化的反演得到控制指令。以三角函数为基础，设计了一种卫星姿态大角度机动的运动轨迹规划方法。本文所述的轨迹规划及控制方法具有轨迹跟踪精度高、稳定性好，跟踪和机动过程平稳柔顺的特点。数学仿真验证了该方法的可行性和有效性。
关键词：轨迹规划; 模型预测与反演控制; 卫星姿态; 大角度机动
- 2019 Vol. (1): 17-23
| [摘要](25) | [PDF](26)- 时频信号的非参数加窗稀疏协方差迭代分析法
- 王悦斌,张建秋
- 针对多分量非平稳时频信号的分析，提出了一种非参数加窗稀疏协方差迭代分析（Sparse Iterative Covariance-based Estimation，SPICE）法。该方法通过引入局部化的窗函数，并在窗内对信号建立非参数化的时频模型，以获取非平稳信号的局部时频特性。分析表明：给出的非参数时频模型，可通过加权最小二乘（Weighted Least Square，WLS）进行求解。当将WLS的加权矩阵的构建问题转换为广义噪声协方差矩阵时，提出的模型也可借助于加窗SPICE方法来进行求解。分析和仿真均表明：与传统方法相比，提出方法具有噪声抑制能力强、能量集中度高和对于载频差异较小信号的分离效果佳等优点。
- 2019 Vol. (1): 24-31
| [摘要](29) | [PDF](15)光电探测与制导技术- 玫瑰扫描光学系统头罩气动热建模与仿真
- 付 昊,唐尧文
- 在导弹高速飞行过程中，光学头罩的温度受气动热效应作用而急剧升高，会产生严重的气动热辐射效应。为研究头罩气动热对玫瑰扫描光学系统的影响，建立了基于CFD流体仿真软件的头罩温度场模型。在仿真软件对光学系统结构进行三维建模后，通过光学软件对头罩热辐射对探测器的影响进行了仿真和计算。仿真结果表明：玫瑰扫描光学系统对头罩的温度梯度较为敏感，当头罩温度非均匀分布时，探测器会接收到气动热辐射干扰信号，对弱小目标的正常探测和提取产生干扰，气动热辐射效应不容忽视。
- 2019 Vol. (1): 32-36
| [摘要](14) | [PDF](11)- 无人机位姿测量的点特征视觉方法
- 吴 雷,黄 斌,李旺灵,孙永荣
- 针对无人机在动态环境下快速高精度定位的问题，提出了用单目相机对无人机上的人工特征点进行位姿解算的方法。在无人机上放置一定数量的小型LED灯，并将其作为视觉测量的特征点，并以其中一个点作为原点建立无人机机体坐标系。通过多场景测量确定特征点在机体坐标系下的三维位置，再将三维位置与特征点在图像中的成像位置相匹配，最后使用EpnP算法求解出无人机的位置和姿态。在实验部分，利用三轴移动平台和三维转台，分别对位置解算结果和姿态解算结果进行误差测量。试验结果表明，位置解算误差在2%以下，姿态误差在8%左右。同时，该算法的处理时间在2 ms左右，该算法可以满足无人机对定位的实时性和精度的要求。
- 2019 Vol. (1): 37-42
| [摘要](17) | [PDF](11)- 基于伪随机码相位调制和外差探测的高精度激光测速测距系统研究
- 杨 馥,邱子胜,李姝欣,程楚玉,刘 政,傅紫源
- 为在远距离范围内实现高精度的激光测速测距，提出了一种联合利用伪随机码相位调制和外差探测技术的激光测速测距方法，并搭建了实验验证平台。当激光出射功率为2mW、参考光功率为117 、调制速率为100MHz、单周期内伪随机码序列长度为81.9 时，该系统在对位于约8 m处、径向速度约为1.4 m/s的目标进行测试时，可以实现0.138m的测距精度，以及4.16cm/s 的测速精度。实验结果证实，该套系统可实现高精度的径向速度和距离测量，且系统工作状态为长脉宽低峰值功率，为远距离的激光测速测距系统设计开辟了一条新途径。
- 2019 Vol. (1): 43-48
| [摘要](14) | [PDF](10)惯性与伺服技术- 小型磁悬浮CMG高速转子动框架效应前馈补偿与实验
- 吕奇超,吕东元,李延宝,刘平凡
- 磁悬浮控制力矩陀螺是航天器快速姿态控制与快速机动的新型空间执行机构。由于动框架效应，框架转动输出力矩反作用于飞轮转子，会导致磁轴承的径向载荷和控制电流发生改变。为抑制动框架效应对磁浮转子的影响，在分析力矩输出时高速磁浮转子受力特性的基础上，采用角速率前馈控制策略实现对动框架效应引发的力矩扰动的有效抑制，并在所研制的75Nms立式小型磁悬浮控制力矩陀螺上进行了整机输出特性测试。试验结果表明：该方法能在保证磁浮转子高速稳定的前提下有效抑制动框架效应，满足整机力矩输出的要求。
- 2019 Vol. (1): 49-55
| [摘要](13) | [PDF](13)- 高垂直度和低沉积的MEMS陀螺梳齿结构释放工艺
- 梁德春,庄海涵,李新坤,刘福民
- 梳齿型微机电系统（MEMS）陀螺的释放要求结构具有垂直度高、释放过程沉积聚合物少的特点，通过优化深硅刻蚀的工艺参数，包括钝化气体八氟环丁烷（C4F8）的流量、衬底温度、刻蚀气体六氟化硫（SF6）的流量和钝化气体C4F8的压力，实现了结构垂直度为90.0°、支撑层表面沉积物厚度为87.1nm的梳齿结构释放工艺。深硅刻蚀工艺的优化为高性能MEMS陀螺的加工提供了基础。
- 2019 Vol. (1): 56-60
| [摘要](12) | [PDF](10)- 基于STM32和ET1100的无刷直流电机控制器设计
- 刘 通,崔业兵
- 利用STM32的控制性能和丰富外设，采用模块化方法设计了一款基于STM32ZET6单片机和ET1100专用以太网芯片的、具有工业以太网功能的无刷直流电机控制器。在设计中,以STM32ZET6作为微处理器，采用了IR2136驱动芯片及ET1100工业以太网芯片，分别实现了对无刷直流电机的调速功能，以及对上位机的EtherCAT通信功能。针对传统设计中SPI串行接口未能充分发挥工业以太网的优越性能的问题，设计中利用STM32ZET6特有的FSMC机制实现了EtherCAT模块的并行接口设计，使系统的实时性能有了很大提升。该控制器设计成本低、集成度高、实时性强，特别适用于工业领域。
- 2019 Vol. (1): 61-65
| [摘要](16) | [PDF](9)- 伺服阀充退磁装置实现机理及其试验
- 王晓露,鲜亚平,郭加利,王勇
- 介绍并分析了常用充退磁方法及其优缺点，依据相关工作机理完成了伺服阀充退磁装置研制，并进行了各型伺服阀磁钢组件的定压充磁、定流退磁以及温度稳定性考核试验，通过试验数据表明，所研制伺服阀用精密充退磁装置工作性能可靠、充磁和退磁参数稳定、充退磁效率和合格率得到了提高。
- 2019 Vol. (1): 66-70
| [摘要](11) | [PDF](14)仿真测试与验证技术- 运载火箭贮箱排气管路中波纹管力学环境地面模拟验证分析
- 华寅淞,丁关锦,张游,堵同亮,铁文军
- 运载火箭贮箱排气管的主要功能是为了满足增压输送系统在测试阶段的贮箱放气和在发射准备阶段的贮箱排气需求。排气管被破坏可能导致贮箱内的推进剂在封闭环境内聚集，在严重情况下会导致火箭爆炸。利用某运载型号在加注后出现了排气管波纹管破裂的故障现象，通过构建受力模型、进行仿真分析，验证了多因素变形对排气管破裂所产生的影响。仿真分析结果显示，在极限变形情况下，波纹管组件经受交变载荷，产生疲劳，发生破裂。最后，经过1：1地面模拟试验，验证了仿真分析的有效性，同时也为排气管在火箭飞行过程中受力的后续分析提供了技术支撑。
- 2019 Vol. (1): 71-76
| [摘要](12) | [PDF](9)
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