摘要：Optimization of the curing process can not control the deformation of composite part prepared in autoclave accurately. And traditional ＂trial-and-error＂ tool surface compensation approach is low efficiency, high cost and can not control part deformation quantificationally. In order to address these issues, tool compensation approach based on FEA is presented. Model of multi-field coupling relationship in autoclave is realized. And finite element analysis model of composite part＇s curing process is developed to analyze part deformation. According to displacement of the part surface nodes after deformation, tool surface which compensated by the displacement of composite part which analyzed by FEA is used to control part deformation. A cylindrical composite part is ana- lyzed to verify the approach, and the result proves the correctness and validity of the approach.

摘要：CAD model with nominal dimension is implemented in interference checking of assembly simulation of aircraft complex parts at present, which causes inadequate availability. In order to address this challenging issue, interference checking method with tolerance based on assembly dimension chain was proposed. Worst case and maximum error probability of tolerance of composing loop were used, and CAD models were respectively re-constructed and inserted into simulation system. Before dynamic interference checking, engineering semantic interference condition was set to assembly requirements. Finally, the interface checking result was a basis for reasonability of assembly process and tolerance. A prototype system was developed based on the above research.

摘要：针对存在参数不确定性和外界未知干扰的微纳卫星动量轮转速跟踪控制问题,建立了包含模型不确定性和外部干扰的动量轮系统动力学模型,并提出了一种自适应神经网络全局快速终端滑模控制方法。首先,在无外部干扰情况下,设计了全局快速终端滑模控制策略以加快系统响应速度,实现系统有限时间稳定。其次,利用径向基函数神经网络对系统参数不确定性和外部干扰进行估计并补偿,并利用李雅普诺夫方法推导出神经网络自适应律,通过自适应调节网络权值确保系统在存在干扰的情况下实现系统稳定。最后通过仿真对比验证,本文设计的控制器不仅响应速度快,而且具有更好的抗干扰能力和鲁棒性。

摘要：针对多约束下微纳卫星与非合作翻滚目标对接过程中的位置跟踪与姿态同步问题,设计了基于模型预测控制(MPC)的对接控制器。首先,考虑动力学耦合问题,建立了六自由度姿轨耦合相对动力学模型。然后,充分考虑了可能存在的实际工程约束,包括输入饱和约束、移动过程中的速度约束、追踪星光学设备视场约束、安全接近走廊约束等,设计了基于MPC的对接控制器,确保精确完成对接操作的同时尽量减少推进剂消耗以获得最优接近轨迹。最后,仿真结果说明了本文所提出控制策略的有效性和鲁棒性,所设计控制器可以在满足多种约束的基础上,实现微纳卫星对非合作翻滚目标的对接,并对干扰具有鲁棒性。

摘要：针对近地圆轨道多航天器编队重构问题,提出一种使用凸优化方法的编队重构最优轨迹规划方法。基于相对轨道根数(ROE)推导了航天器在非球形引力摄动与差异大气阻力摄动影响下的相对运动模型,考虑微小型航天器推力限制与重构过程中的安全距离等约束,建立了多航天器重构机动的凸优化数学模型,设计了利用CVX软件的最优重构轨迹求解方法,最后通过数值仿真验证了提出的轨迹优化方法。结果表明,该方法解决了在地球引力摄动与差异大气阻力摄动影响及推力缺失、幅值限制与安全距离等工程约束下的多航天器编队协同重构轨迹优化问题,并且计算速度更快、求解精度更高。可为多航天器协同编队重构提供理论基础。

摘要：设计了一种航天器中远距仅测角导航硬件在环测试的光学模拟器,可对仅测角导航视觉传感器的硬件、软件和算法的性能及可靠性进行验证。首先对该光学模拟器进行了系统描述,包括硬件组成和星图模拟软件设计。硬件选用的都是商用、现成的部组件,可大幅节约研发成本,缩短开发周期。其次,重点阐述屏幕亮度与恒星星等之间的关系,以及该光学模拟器的光学原理。最后对该光学模拟器的星图模拟进行实验测试,并介绍了一种基于Clohessy-Wiltshire (CW)方程的仅测角导航模型,用于硬件在环测试。验证了几何校正后的光学模拟器完全满足航天器中远距仅测角导航硬件在环测试要求,并得出相对于几何校正前,终端时刻的相对位置精度提高了25.5%,相对速度精度提高了31.3%。

摘要：航空装备大型复杂构件制造和装配中需要钻削数十万个机械连接孔,因而制孔效率和加工质量是保证飞行器使用性能和可靠性的关键。机器人制孔具有高柔性、高质量一致性以及高法向精度等优势,近年来采用机器人对飞机部件进行制孔在航空制造企业备受青睐。然而由于工业机器人的弱刚性以及叠层结构材料的难加工性,机器人钻削系统容易产生加工不稳定现象,严重制约了钻削质量和效率的进一步提高。目前,国内外学者在机器人制孔装备、制孔系统精度控制与机器人制孔稳定性等方面开展了理论与实验研究,并取得了诸多成果,但机器人钻削稳定性和加工质量控制研究的深度和广度仍存在较大的提升空间。为此,从机器人制孔末端执行器设计技术、机器人制孔定位精度控制技术、机器人制孔工艺过程控制技术以及机器人制孔装备研制四个方面对国内外文献进行总结和凝练,旨在为大型复杂构件机器人制孔技术的进一步研究提供指导。

摘要：针对“田园一号”微纳星编队飞行任务的技术需求,开展了微推进系统的总体设计。常规冷气推进由于其比冲低、贮存压力高、结构复杂,难以满足微纳卫星需求。选择R134a作为推进工质,通过将推进剂液化,减小系统体积。基于3D打印技术,设计贮箱、稳压罐、管路一体的推进系统。采用MEMS加工工艺,设计并研制出电加热喷口,从而提高系统比冲。分析了不同喷口尺寸、供气压力以及温度下所产生的推力和比冲大小,确定出喷口设计。表征测试所研制的电加热喷口,结果表明喷口加工误差控制在2%以内。真空条件下,采用扭摆测量系统测试推力器推进性能,测试结果表明,当稳压罐内气体压力在0.1~0.2 MPa变化时,推力大小为5~10 mN。当喷气温度从25℃升至95℃时,推进系统比冲可提升10%以上。

摘要：在分析当前主流基于模型系统工程(MBSE)设计方法的基础上,针对商用航空发动机研制的复杂性及其系统设计中需求分析与物理模型交互难的问题,提出一种面向航空发动机全生命周期运行场景的MBSE设计方法。结合商用航空发动机设计研发特点,构建了一套面向全生命周期运行场景的MBSE设计流程,基于发动机全生命周期运营阶段、内外部环境、状态模式3个维度组合的场景全面捕获系统需求;基于可扩展标记语言的数据交换格式,对SysML模型和Modelica模型转换技术进行研究,实现了从需求模型到物理性能模型的转换,从而支撑基于同一架构开展系统功能和性能设计,进而建立面向商用航空发动机运行场景的一体化多学科仿真环境,实现对商用航空发动机研制需求的闭环验证。以某型号大涵道比涡扇航空发动机的地面起动场景为例,验证了所提方法和技术的可行性与有效性。

摘要：基于异构三维点阵的融合设计方法有望为航空结构的减重增效带来全新途径。针对现有的异构点阵结构设计方法在过渡边界存在极小杆径、拓扑不连续、承载能力弱等问题,提出了基于子结构参数调控的异构三维点阵过渡界面优化设计策略,通过调节不同点阵构型过渡区域的连通性,实现了异构点阵融合边界的几何高阶连续优化。以此为基础,进一步分析了不同排列模式对异构点阵结构变形行为和承载能力的影响规律,建立了异构点阵结构几何参数–性能的理论预测模型。试验结果表明,相较于传统异构点阵设计方法,本文提出的方法结构强度提升52.2%。此外,合理的界面形态能够有效传递载荷,避免结构在界面处发生灾难性破坏。