摘要：利用计算机视觉进行姿态测量的方法已广泛应用于现代控制、导航、跟踪等多个领域中。研究并设计了一种基于P4P矩形分布的平面靶标和EPNP算法结合的单目视觉姿态测量方法。首先,利用单相机获取平面靶标图像,经图像处理后得到四个特征点的像素坐标,并使用EPNP算法进行姿态解算;其次,对姿态角测量误差进行了仿真分析,为提高姿态测量精度提供了理论指导和依据;最后,提出一种与高精度二维转台结合的坐标系配准方法,利用该方法对三个方向姿态角精度进行验证。实验结果表明:当绕x和y轴的转动角度在[-6°, 6°]时,姿态测量误差小于0.1°,可以满足测量应用需求。

摘要：基于洛伦兹力的空间用电磁激励器是空间高微重力主动振动隔离系统的核心控制部件.为满足系统实时变化的控制器输出要求,必须标定激励器的设计参数,得到输出力与输入电流之间的关系.设计了一套用于激励器静态标定的自动测试系统,并对其硬件结构设计、软件模型及测试数据处理进行了介绍.系统硬件结构包含力传感器、力值显示控制仪、三轴位移台、电机驱动器模块及数据接收分发模块.系统软件采用LabVIEW编程技术,实现了对信号的采样、显示和存储.利用Matlab进行数据处理,得到相应处理结果,为激励器进一步的优化设计提供了技术依据.

摘要：基于曲面棱镜的光谱成像技术是近几年该领域研究的热点,但曲面棱镜前后球面的非共轴特性使得曲面棱镜的装调难度远大于传统共轴光学系统。装调误差是影响成像系统最终成像质量的重要因素,目前曲面棱镜高光谱成像仪的公差分配方法大多以系统调制传递函数(MTF)为评价指标,未考虑装调误差对谱线弯曲、色畸变的影响。利用几何光学方法研究了曲面棱镜谱线弯曲、色畸变的产生机理,构建了曲面棱镜光谱仪谱线弯曲、色畸变与曲面棱镜装调误差关系的数学模型,分析了曲面棱镜装调误差对高光谱成像仪光谱畸变的影响。通过几何光线追迹,对曲面棱镜装调误差的分析结果进行了验证。结果表明,谱线弯曲、色畸变和MTF对曲面棱镜装调误差的敏感程度存在显著差异。为了保证曲面棱镜装调误差引起的系统MTF下降容限在设计值的10%以内,进行了二次公差分配以得到最终公差分配结果,其中公差极限值最小的单项装调公差为X轴方向的倾斜误差,为实际系统的装调提供了参考。

摘要：高空平流层飞艇飞行过程中的各项数据是非常珍贵的;对比分析了数据记录仪现状及平流层飞艇对数据记录的实际需求,提出了平流层飞艇数据记录仪的设计方案,详述了方案中的硬件组成、软件框架及控制流程;结合工程实际经验,设计了一系列针对该数据记录仪的测试试验,验证了设备对6.4kPa,-20℃环境的适应性,测得可靠传输速率为13kbps,总功耗小于1W,结果表明该设备满足高空平流层飞艇上对于数据记录的需求;结合高空飞艇的发展要求,从容量、速率、可靠性及数据接口多样性等方面对该方案提出了改进建议。

摘要：偏振调制测距方法利用往返调制偏振光传递待测距离相位信息,角反射器作为其合作目标,其对调制偏振光的偏振响应会影响系统性能。为研究该响应,提出调制偏振光的复信号描述方法,在测量系统的全局坐标系下,结合偏振传递参数获得反射调制偏振光的复信号表示。分析了正入射时未镀膜实心(BK7)和空心(Au膜层)角反射器对调制偏振光的偏振响应特性;比较三种常用金属膜层对调制偏振光的保偏性能,并分析角反射器姿态角对保偏特性的影响。计算结果表明:Ag膜层对调制偏振光的保偏性能优于Au膜层和Al膜层;全局坐标系下调制偏振光振幅比受偏摆角影响显著,相位延迟受俯仰角影响显著。研究结果可为偏振调制测距系统的优化设计提供理论指导。

摘要：临近空间飞艇设计中,确定系统总体参数、给出优化的艇体外形十分关键,针对传统设计方法,为改进其中串行设计的不足,提出了并行多学科优化设计方法;并基于遗传算法开展了飞艇外形优化设计方法研究,结合气动、结构、强度进行了一体化优化。仿真结果表明利用遗传算法开展飞艇多学科优化是可行的,另外在进行设计时,不能仅将减阻作为研究重点,还应全面考虑结构重量、强度等其它因素。

摘要：光电非接触式测量方法对实现微位移测量具有重要意义,位置敏感器件(PSD)是实现光斑位置探测的传感器件,其探测精度以及基于该器件的数据处理方法直接影响位置测量精度。依据PSD各电极输出的光电流大小反比于入射光位置到各电极之间距离的工作原理,设计了二维激光位置检测系统方案。为了提高PSD输出微弱电流信号的稳定性和位置探测精度,重点研究了信号调理电路设计、参数匹配、滤波方法与实时并行计算方法。实验结果表明:在±2mm方形区域内,基于PSD所设计的探测系统单点稳定性精度优于2μm,能够满足依托项目中激光跟踪仪对空间目标准确定位的要求以及基于激光位置检测的高精度实时微位移测量相关应用的需求。

摘要：针对平流层飞艇实验阶段的视频监控需求,设计了一种灵活的视频切换器。采用NXP公司的LPC2292/01型基于ARM7内核的处理器,集成了CAN总线控制器,接口电路简单可靠;使用其强大的硬件验收滤波功能,可以滤除不需要的报文信息,软件可靠性高;通过CAN总线传输切换指令,可以实时切换地面操作者关心的视频画面,解决了视频监控需求较多与遥测通信带宽不足的矛盾。经地面测试和飞行试验验证,该系统完全满足平流层飞艇飞行试验的使用需求。

摘要：排气阀是平流层飞艇压力调节控制系统的核心部件,其性能直接影响飞艇的安全运行。针对传统排气阀灵活性差以及控制精度不高等缺点,提出一种基于电动控制的平流层飞艇排气阀新方案。介绍了阀门的设计要求、结构特点以及控制原理。运用流体力学基本原理并结合地面测试试验,分析了排气阀的实际流量系数,获得了排气阀的精确流量。通过平流层飞艇飞行试验验证了新方案的可行性,结果表明,采用该方案的排气阀能够满足平流层飞艇飞行要求,为飞艇长时间飞行和压力调节提供了技术支持。

摘要：给出了一种基于变比冲核电推进载人飞船探测小行星的轨道优化设计方法.首先基于双脉冲单圈Lambert轨道转移,对地球出发段和返回段进行搜索剪枝,再从两个可行区域中优选最佳飞行路径.设定"推进-滑行-推进"的分段飞行策略,以工质消耗最少为指标,利用混合法优化核电推进飞行轨迹,最后以分段优化参数为初值,基于整体任务约束将全飞行过程转化为非线性优化问题,将各飞行段进行拼接,获得整体参数优化解,并给出了数值和图形结果.