摘要：火星探测捕获的误差传播是设计任务方案时需考虑的重要问题。针对3种不同的捕获策略:推力沿速度反方向、推力方向固定和匀速转动,基于协方差分析描述函数技术(covariance analysis describing equation technique,CADET)法建立了轨道状态均值和均方差的传播方程,误差源包括初始状态误差、模型误差、执行误差等。仿真整个捕获过程,利用CADET方法分析单一误差和综合误差对每种捕获策略入轨精度的影响,以蒙特卡罗法为基准评估其准确性。结果表明,CADET法能够高精度地计算不同的误差传播,且速度快,具有一定的工程实用性,可为我国未来火星探测任务的轨道捕获段实施方案提供参考。

摘要：从求解描述反常声光相互作用几何关系的Dixon方程出发,得到了具体参数下的一组较优的入射角和衍射角。根据实际应用系统的需求,分析了包括TeO2晶体在PAT系统光路中的放置方向及其端面切割角度等在内的参数,设计了一种收发光波长均为800 nm的反常AOD模型结构。基于此结构,分析了发射光波长取800~830 nm时,由收发光波长差异所产生的指向偏差。结果表明：830 nm的发射光在超声波中心频率f0=101 MHz处的指向偏差可达-4.981 7 mrad。因此,提出采用收发分离式PAT系统来避免此种指向偏差。

摘要：地月平动点附近存在的大量拟周期轨道是一类用途广泛的轨道,其设计方法一直是研究的热点。为了克服使用圆形限制性三体模型设计任务轨道时缺乏摄动分析的不足,提出了改进的基于高精度星历模型和多步打靶法的设计方法。具体地,根据地月平动点拟周期轨道在瞬时平动点旋转坐标系中的特征,基于瞬时平动点的运动规律,结合多步打靶法,推导出了三维空间拟周期轨道拼接点的求解方法。仿真分析表明,所提的设计方法可以有效地设计出地月平动点拟周期轨道。

摘要：过氧化氢(H_(2)O_(2))作为环境、化工和能源领域中重要的化工原料,被广泛应用于高级氧化过程、有机化学合成及能源转化技术中。相比于传统的蒽醌法,基于氧气电还原合成H_(2)O_(2)技术(ORR)提供了一种经济、高效、无害的替代工艺,具备低碳生产及储能潜力。为进一步提高反应选择性及能量转化效率,开发具有高活性、高选择性和长效稳定性的电催化剂是调控反应决速步骤的中间体吸脱附行为,改善反应物种高效界面能质传递的关键,从而进一步提高ORR合成H_(2)O_(2)的催化活性及能量转化效率。基于此,本文系统性地综述了近年来通过ORR合成H_(2)O_(2)体系中高性能电催化剂的通用设计策略,从电子结构调控、几何结构调控、表面功能化修饰及原子级活性位点设计等4个方面对先进电催化剂的合成策略及调控机制进行了总结与梳理。最后,本文围绕ORR电催化剂的设计方向及应用前景提出了相应的展望与建议。

摘要：针对无线充电系统中金属异物的检测需要,提出一种提升异物检测系统检测灵敏度的高阶复合谐振拓扑,解决了传统检测线圈边缘区域检测灵敏度低及存在检测盲区等问题。首先建立金属异物与检测线圈的互感耦合模型,阐释谐振拓扑对检测线圈阻抗变化的放大作用;其次在合理设计参数下分析复合谐振拓扑对检测灵敏度提升的可行性;然后根据谐振拓扑对线圈阻抗变化的放大特性设计一种高阶复合谐振拓扑,并对该拓扑结构中各器件参数进行优化;最后对所提出的高阶复合谐振拓扑的检测灵敏度及其具体实现电路进行实验验证。实验结果表明,针对检测线圈边角位置处的金属异物和曲别针等小尺寸异物,系统检测灵敏度可达62.31%和119.23%。在金属异物对检测线圈阻抗影响的微小变化下,所提出的高阶复合谐振拓扑具有足够高的检测灵敏度并可以完全消除检测盲区。

摘要：SEAs(Series elastic actuators)具有在确保机器人性能的基础上兼顾其安全性的特点,因此被广泛地应用在康复机器人中.为实现良好的康复训练效果,机器人需根据实际要求呈现不同的阻抗特性.本文采用μ综合技术解决了SEAs导纳控制器的设计问题.首先,考虑参数摄动、传感器噪声、输入干扰及控制输入限制等不确定性因素,建立SEAs模型.其次,应用混合稳定性原理分析系统的交互稳定性.由于无源环境的阻抗在高频段必然呈现小增益特性,所以,当端口导纳在低频段满足无源性,高频段具有小增益时,就能确保交互的稳定性.然后,将SEAs的导纳控制综合问题转化为实际端口导纳与期望导纳匹配的μ综合问题.最后,通过调节加权函数,不仅让SEAs闭环系统的端口导纳逼近期望的端口导纳,还能同时满足交互稳定性条件,从而可以独立于环境因素来设计导纳控制器.仿真结果表明,基于μ综合方法设计的控制器,能精确地逼近期望的端口导纳,且确保交互稳定性.另外,通过Hankel逼近方法得到的降阶控制器也具有满意的控制效果.

摘要：设计了一种串联张紧式恒力矩机构.恒力矩机构的作用是吸收电机在高频冲击下的响应滞后,被动保持吊索恒定张力.旁路张紧式恒力机构存在吊索在滑轮处压迫变形导致的摩擦问题.要避免这种摩擦带来的能量损耗,选择使用不含滑轮的串联张紧式恒力矩机构.从做功-储能观点,恒力矩机构是具有恒定的储能-转角比例的储能机构.基于此观点,提出压簧-凸轮-扭杆和压簧-扭杆两种恒力矩机构方案,分别对其进行原理分析和理论验证.综合比较后选择摩擦和转动惯量更小的压簧-扭杆式方案进行机构设计、仿真验证和实验验证.此机构形式简单,占用空间尺寸为1000 mm×350 mm×350 mm,实验证明,此机构等效刚度为1.47 N/mm,静态工作点调节范围为0~1000 N,正反向误差为±15 N.

摘要：针对地磁场模型精度低而引起的低轨卫星导航精度不高问题,提出了一种利用地磁、太阳光、光谱红移多源信息融合的低轨卫星自主导航方法。设计了基于地磁/光谱红移/太阳光信息的联邦自适应无迹卡尔曼滤波器(federal adaptive unscented Kalman filter,FAUKF)滤波自主定轨方案,提出了利用FAUKF滤波,选取太阳光矢量与地磁矢量的夹角的余弦值、地磁场强度、光谱红移信息为观测量,来估计卫星的速度和位置。仿真结果为位置精度465.38m,该算法的精度要高于单纯的地磁导航,滤波的收敛性和稳定性较好,导航误差不随时间累积,有工程应用价值。

摘要：结构轻量化是航空航天发展的永恒主题,波纹夹层圆柱壳作为常见的轻质结构形式,在航空航天领域具有很大的发展空间。采用模具热压法,制备出纵向和环向碳纤维复合材料波纹夹层圆柱壳,其中芯子整体成型,面板分瓣制备。采用经典板壳屈曲理论,分析纵向和环向波纹夹层圆柱壳的轴压力学性能,得到了欧拉屈曲、整体屈曲、局部屈曲和面板压溃4种失效模式下的极限载荷理论公式。绘制出结构的失效机制图,直观显示出了失效模式与试件尺寸之间的关系。通过对纵向和环向波纹夹层圆柱壳的轴向压缩试验,获得了结构的载荷-位移曲线及局部屈曲和面板压溃2种失效模式。结果表明:纵向波纹夹层圆柱壳的轴向承载能力及载荷/质量效率优于环向波纹夹层圆柱壳,在一定范围内增加圆柱壳面板的厚度、减小圆柱壳的高度可提高结构的载荷/质量效率。

摘要：当飞行器以超声速在大气中飞行时,飞行器表面将受到强烈的气动力和气动热的影响,从而使飞行器表面温度升高,外部边界层厚度增加,这对窗口材料提出了严格的要求。为了给窗口材料的气动力和气动热的研究提供理论依据,本文采用有限元分析方法,分别计算了三种窗口材料在超声速飞行时的温度场和应力场分布。通过计算和对比,结果表明,在恒定热通量为1×106W·m-2时,多光谱ZnS和蓝宝石窗口材料的最大应力小于材料的许用应力,满足设计要求。