齿轮齿条式构型航天器设计及其动力学仿真

基于航天器结构的模块化设计概念,设计了一种新的在轨展开航天器构型,即齿轮齿条式构型。利用虚拟样机技术,在ADAMS软件中建立了这种新型航天器在轨展开的虚拟样机。首先研究了航天器本体以不同的驱动速度展开对航天器姿态角及姿态角速度的影响。其次,对航天器本体和太阳帆板的三种展开顺序进行了仿真,即本体模块和太阳帆板同时展开、太阳帆板先展开本体模块后展开、本体模块先展开太阳帆板后展开,分析了这三种展开顺序对航天器姿态角及姿态角速度的影响。仿真结果可以为未来高机动、多任务多形态的模块化航天器设计、在轨展开技术和空间姿态控制提供启发和借鉴。     

对接端口间相对运动耦合动力学建模

为提高对非合作目标在轨服务任务的成功率,本文建立了两航天器交会过程的非质心点间耦合相对运动动力学模型。从传统点质量相对运动模型入手,考虑两航天器相对姿态运动和服务航天器绝对姿态运动产生的耦合作用,建立对接端口间的耦合动力学模型。分析耦合作用的种类：航天器所受外力矩产生的动力学耦合;相对姿态四元数、相对姿态角速度和服务航天器绝对姿态角速度产生的运动学耦合。最后设计了滑模控制器,实现对接端口间无碰撞安全对接。数学仿真证明,该耦合作用在交会接近过程中具有显著影响,因此不可被忽略。     

基于精益协同思想的航天器系统工程研制管理平台

为提升航天器系统工程研制管理能力,剖析航天器系统工程研制管理难点和需求,提出借助信息化技术实现以研制流程为驱动、以工作包为核心、以产品结构为纽带的精益协同智能研制管理模式。通过分析航天器系统工程研制过程构建研制流程,实现研制过程的智能运行、显性管理和全程监控;通过分析航天器系统工程研制要素构建工作包,实现各项研制要素的有机融合、交互与协同;通过分析航天器产品结构构建产品信息包,实现研制信息的统一管理、全面综合、深度应用;基于企业服务总线(enterprise service bus,ESB)技术、Web Service技术和简单对象访问协议技术构建了由资源层、服务层、ESB层和应用层构成的航天器系统工程研制管理平台,实现航天器系统工程研制精益协同智能管理以及真正意义上的过程控制。     

局域网中分布式仿真系统的通讯模型

分布式多机仿真中，每当增加新的仿真子模块，就需要重新规定与其进行通讯的模块的消息接口以及新增模块的消息解析模块，无论是编程还是调试都较为繁琐。为解决上述问题，提出一种松散架构的分布式仿真通讯模型。这一通讯模型可以实现较为便捷的模块加入和删除工作。利用这一模型实现的网络通讯模块在虚拟航海仿真系统以及多屏投影系统的通讯模块中得到了应用。给出了应用结果并对几种不同通讯部署方式的应用性能进行了讨论。     

子母型航天器抵近观测任务流程规划方法研究

针对复杂约束条件下子母型航天器在轨服务过程中的任务规划问题，首先设计了子母型航天器飞行任务流程。其次，在考虑时间、光照、距离限制等约束下，提出了一套两层混合式优化方法。该方法上层采用改进自适应遗传算法来优化任务流程中不同阶段的时间节点，下层通过多圈Lambert算法、双脉冲控制算法以及打靶修正法来优化上层时间节点固定情况下不同阶段的飞行轨迹，从而解决不同场景下子母型航天器抵近观测任务流程规划问题，并减少燃料消耗。最后，将该方法应用到两个典型任务场景中，通过仿真进一步验证了该任务规划算法设计的可行性和有效性。     

基于框图建模的表现模型研究

讨论了表现模型的概念和构成，以及它与可视化模型和仿真模型的关系。在此基础上，以交战级仿真应用为背景，设计和实现了基于框图建模方法的表现模块库。用户可以根据需要，通过选取相应的功能模块，订购相应的仿真模型数据，建立表现模块之间的输入输出关系，和设置表现模块的功能参数来快速构建三维表现模型。该表现模型将仿真模型和仿真表现分离，在仿真演示上具有灵活、通用的特点。     

基于MBSE的航天器系统建模分析与设计研制方法探索

航天器任务具有任务复杂、高风险、高成本、高可靠性、长周期等特点, 为了适应未来更加复杂的航天器任务研制需要, 在航天器设计与研制中引入了基于模型的系统工程(model-based system engineering, MBSE)方法。提出了基于模型的航天器研制流程和适应航天器研制过程需要的6类模型体系, 分别为需求模型、功能模型、工艺模型、架构模型、产品模型以及验证模型。以月球水资源探测为假想任务背景, 给出了MBSE建模过程及其模型, 充分体现了MBSE方法在航天器设计及其集成仿真验证方面的优势。     

微型航天器近旁操作地面仿真验证系统

微型航天器在交会对接、在轨服务等太空任务中所起的作用日益凸现,高精度地保证近旁操作的完成是实现其功能的关键.利用两套五自由度卫星模拟器,在一个面积为3m×4m的大理石试验台上,搭建了一套微型航天器近旁操作地面仿真验证系统.针对典型的近旁操作任务,进行了仿真实验.利用边缘检测等图像处理技术获得目标的相对位置信息,利用模糊控制方法实现了从航天器对主航天器的自主探测、自主接近和近旁保持.实验结果表明,仿真系统能够对近旁操作任务进行功能及原理的仿真验证,为进一步的工作奠定了基础.     

基于改进因子图模型的航天器组合姿态确定算法

航天器姿态确定是航天器姿轨控制、在轨正常运行的关键, 针对航天器多姿态传感器存在测量噪声非高斯分布、可能出现敏感器失效和故障等问题, 提出了一种基于改进因子图模型的航天器组合姿态确定方法。通过建立因子图模型, 将地磁/星敏/陀螺测量信息作为因子节点加入因子图模型, 利用观测蒸馏法对观测数据集进行提炼以及自适应调整, 实现对航天器的姿态确定。在复杂条件下, 该方法扩展性强, 可以实现即插即用, 合理而充分的利用其他姿态测量信息, 避免了基于卡尔曼滤波算法中的复杂系统重构过程, 从而有利于多传感器融合。实验结果表明, 在进行复杂条件下的地磁/星敏/陀螺组合定姿仿真时, 该算法可行有效; 有传感器切换时, 具有较好的动态稳定性, 实现了即插即用。该方法灵活度高, 为解决复杂条件下的多传感器组合定姿提供了新思路。     

一种支持自主任务规划调度的航天器系统建模方法

在对航天器系统建模方法和任务规划域建模方法全面分析的基础上,提出了一种支持自主任务规划调度的航天器系统建模方法.然后,通过对完成自主交会对接的追踪航天器系统实例建模详细说明了该方法.最后在搭建的验证环境中,对构建的可执行航天器系统模型和基于该模型实现的自主任务规划调度系统进行了多次不同想定的仿真推演.验证结果说明:该方法不仅能够满足航天器自主任务规划调度的需求,而且具有很好的可重用性和可扩展性.     

虚拟人的行为规划模型研究

基于智能主体理论,提出了虚拟人的结构体系。虚拟人的结构体系包括感觉模块、知觉模块、规划模块、行为模块、行动模块、数据库模块、知识库模块、情绪模块、内部变量模块、运动控制模块。这些模块集成为一个整体。本文着重介绍规划模块和行为模块的功能。虚拟人的行为用产生式规则来描述,每条产生式规则具有不同的优先度,可以在不同的行为之间建立合成运算,采用抑制增益系数和疲劳系数来表现行为的时序特征。最后,在微机上实现了一个基于本文模型的虚拟人行为动画系统。     

一种通用的层次化人群疏散仿真框架

为建立一个具备高扩展性的人群疏散仿真可视化统一平台,对不同人群疏散模型进行动态环境下的人群仿真,探讨了人群仿真系统的拓展性问题。通过分析并改进现有仿真框架Menge,在其基础上设计了环境层、战略层、战术层、操作层和可视化层相结合的层次结构,并在各层次设计了拓展接口,以用户自定义的形式添加不同模块来实现各层次具体功能拓展。该仿真框架可以有效支持用户设计并实现各种人群疏散仿真实验,对比较不同人群疏散仿真模型的差异具有重要作用。     

大型活动下路网可靠性动态交通仿真平台及实例分析

针对大型活动的交通特点,以动态交通仿真模型INTEGRATION为基础,以路网可靠性算法为核心,建立了一个面向大型活动下路网可靠性影响评价的动态交通仿真平台,描述了该仿真平台的主要功能模块:路网构建模块,交通需求模块、交通运行模块和可靠性分析模块,提出了路网可靠性评价指标和算法,为大型活动下的路网可靠性评价提供了一套有效的分析工具.最后选择首都体育馆演唱会开展了实际案例的分析.     

面向资源语义共享的分布索引策略研究

针对大规模对等网络环境下信息资源语义异构和高效定位问题,本文提出了一种基于多元数据规范模板的可扩展的、面向语义的元数据描述框架,并在此基础上提供一套混合的组织索引体系,其中结合了DHT和社区的特点,基于核心信息单元和扩展信息单元对资源位置、MST组群和社区入口进行有效索引,并且基于不同信息单元之间语义关系提出了语义扩展路由的概念。基于此组织索引体系提出了一种面向语义的混合资源发现方法,有效提高了资源查全率,通过仿真试验说明了本系统与现有相关系统相比具有较高的查询效率和可扩展能力。     

基于动态定价的网格资源调度系统设计与仿真

现有网格环境下集中式资源管理和调度策略逐渐暴露出扩展性不佳、资源负载不平衡等问题。在基于计算市场模型的网格环境下,利用供求规律,设计并仿真了一种分布式网格资源调度系统。该系统采用用户与资源进行双向选择的模式,通过启发式的策略,动态调节资源价格,控制用户和资源的行为。仿真结果表明该系统能有效解决网格环境中资源负载平衡问题,具有良好的可扩展性和灵活性,在保证服务质量的基础上,任务完成率方面比Nimrod/G提高了22.5%。     

基于滑模迭代学习律的航天器姿态控制

针对航天器姿控系统长期运行期间因执行部件老化或故障引起性能下降的情形,设计了一种基于滑模迭代学习率姿态自主容错抗扰控制方案。采用虚拟控制输入设计了滑模控制器,以确保故障发生后系统能精确跟踪参考运动轨迹|通过李亚普诺夫稳定性分析,设计了新的自适应迭代学习率,根据系统跟踪误差,在线确定控制器参数以应对执行器故障和外部干扰的影响。数值仿真实验表明,该方法可以有效进行故障检测和干扰补偿。     

Low complexity reconfigurable architecture for the 5/3 and 9/7 discrete wavelet transform

1 .INTRODUCTIONThe discrete wavelet transform(DWT) is widely usedin many applications such as signal analysis and pro-cessing,as well asi mage compression,and adoptedtobecome an ingredient in many i mage compressionstandards ,such as JPEG2000 etc . This is because theDWTcan decompose the signals into different subba-nds with both ti me and frequency information and fa-cilitate to arrive a high compression ratio. Lifting-based wavelet[1 ,2]is also called as the secondly genera-tion wave…     

一种异构多核片上系统的SystemC系统级综合方法

针对传统集成电路综合方法的不足,提出了一种异构多核片上系统的SystemC系统级综合方法。阐述了系统级综合的SystemC非定时设计输入模型,给出了多核控制器做复杂控制和算法IP做运算加速的目标片上系统架构及综合流程。在此基础上开发了SystemC系统级综合集成开发环境,并进行了通信处理异构多核片上系统的设计和实现。实验结果表明,该方法有效地提高了软硬件混合片上系统的设计效率, 缩短了研制周期。     

用FPGA实现互联的多DSP并行系统结构

为满足实时图像处理要求,在分析了常见DSP并行系统结构基础上,提出了一种基于FPGA互联的DSP并行系统结构。该并行结构通过在FPGA内实现互联网络和特定的数据通信协议,实现三片DSP(TMS320C6713)的有效互联,系统结构可重构、可扩展。对采用该并行结构的原型系统的测试表明,DSP间数据通信既获得了较大的持续带宽又降低了传输延迟,可以满足并行实时处理要求。