纳卫星轨道热环境仿真分析

轨道热环境分析对于纳卫星热控系统的设计与仿真研究具有重要意义。针对进行纳卫星轨道热环境分析的关键问题,通过详细的数学分析,建立起计算简单、便于应用的纳卫星本体质心坐标系内的太阳向量、地球向量的仿真计算模型,以及外热流分析所必需的其它时变空间几何参数的计算方法,满足了纳卫星热控系统的在轨仿真计算中快速、简便的进行太阳辐照、地球辐照、地球反照等外热流计算的客观需要,进而应用上述模型和方法对一椭圆轨道近地空间探测纳米卫星的轨道热环境进行了仿真计算,并对其结果进行了详细的分析与讨论。     

气固两相流风洞内颗粒运动特性研究

对气固两相流风洞试验段的两相三维流场进行了数值模拟。对于两相流采用欧拉双流体模型,计算时选取标准k-ε两方程模型。模拟结果表明：试件迎风面和背风面颗粒浓度较大,但背风面粒子分布梯度随流速变化更明显;背风面区域由于重力作用,粒径越大的颗粒沉积越显著;试件迎风面颗粒沉积总量受粒径和流速的影响较大,但背风面沉积量受到的影响不明显。研究结果有助于分析两相流风洞中的流动特征,并能根据颗粒分布情况合理采取回收措施,为进行砂尘环境试验提供参考。     

卫星主动控温回路的设计模型与算法

使用电加热器的卫星主动控温回路是一种重要的主动热控措施,通过简明扼要的机理分析建立起该主动控温过程中受控对象温度变化的动态方程,得出了稳态控温、瞬态控温两种基本的控温模式下主动控温回路电加热器功率需求的计算表达式,给出了进行主动控温回路电加热器热功率设计计算的一般流程,较详细地分析了一个具体设计算例,为卫星主动控温回路设计计算提供了简便的计算模型和方法。     

月球表面环境综合模拟系统的设想

相比于环绕地球飞行的卫星或载人飞船，探月航天器面临的空间环境更为复杂和严酷。月球表面的环境对登月飞船、月球车的环境适应性及可靠性提出了极为严格的要求。文章就月球表面综合环境模拟系统进行了初步的系统设计。该系统可实现月表尘埃、地形地貌、承载能力及摩擦效应、真空、温度交替变化等环境因素的综合模拟，可为登月飞船及月球车的设计、优化以及最终的系统验证提供试验平台。     

基于BP神经网络的纳卫星轨道热环境辨识

为了实现纳卫星轨道热环境的辨识,在纳卫星热系统动态特性模型以及BP神经网络的基础上,建立纳卫星轨道热环境辨识模型.首先,利用周期性空间外热流输入求解纳卫星热系统动态特性模型,然后,选取数据样本完成BP神经网络的训练.最后,将训练后的BP神经网络应用于实际的纳卫星飞行模式中的轨道热环境辨识,进行验证.通过辨识结果与实际轨道热环境的对比,证明了纳卫星轨道热环境辨识模型的泛化能力及准确性.     

在轨纳卫星的主动热控建模及控制策略研究

采用基于微机电(MEMS)的高效冷却技术,利用专家智能整定PID控制策略对纳卫星主动热控系统在轨时受到的轨道热环境及内部热源干扰进行控制.通过合理的分析与简化,建立了纳卫星MEMS主动热控系统的在轨动态数学模型,并利用人工智能领域专家的知识和经验结合经典PID控制给出了相应的控制策略.仿真结果验证了所提出的控制策略和方法是有效可行的.对工程应用有着指导意义.     

基于卷积神经网络的钢渣砂图像识别及图像变化规律

钢渣安定性检验是实现钢渣安全资源利用的关键,针对钢渣安定性检测方法的效率低且受到取样代表性不足的问题,提出一种基于卷积神经网络的钢渣砂图像分类模型SE-ConvNeXt。该分类模型针对钢渣砂的图像特征,在ConvNeXt网络中添加通道注意力机制SE-Net（squeeze and excitation network）。相比于原ConvNeXt和其他卷积神经网络模型,SE-ConvNeXt的收敛速度更快,训练过程更稳定,准确率更高。实验数据集采集于蒸汽处理前后的钢渣砂图像,钢渣砂的粒径为4.75-2.36mm和2.36-1.18mm。分别使用两个粒径的钢渣砂图像训练网络,并分析钢渣砂图像变化规律。模型预测两个粒径的钢渣砂图像数据集准确率分别为92.5%、94%,且两个粒级的钢渣砂图变化规律相似,随着蒸汽陈化时间的增加,变化程度逐渐变小,随后图像变化程度趋于稳定。分析粉化率的变化规律,钢渣砂粉化率变化规律与钢渣砂图像变化规律具有相关性,蒸汽处理的钢渣砂可通过钢渣砂图像评价体积安定性。     

纳卫星PID主动热控制及其仿真研究

建立了球状纳卫星的基本热环境模型。提出基于PID主动热控制的温度控制策略。分别向控制对象系统中舱内仪器、辐射器以及外壳热负荷输入一定大小的阶跃变化进行MATLAB仿真试验。仿真结果显示,PID控制系统能够较为准确、快速的对纳卫星温度系统进行合理的调节与控制。     

应用PTC电加热器的卫星局部温度控制系统仿真

PTC电加热器使用具有正温度系数(PTC)的热敏材料作为加热元件，其电阻和发热功率可以根据自身的温度变化自发调节，从而达到控制受控对象温度变化的目的。为了研究PTC电加热器在卫星局部温度控制系统上的应用效果，应用集总参数法建立了这种温控系统PTC加热器及受控对象温度变化的动态特性模型，并对这种温度控制系统应用效果进行了仿真分析，仿真结果表明这种PTC电加热器可以起到降低受控对象温度变化幅度、改善卫星热控效果的作用。     

大学工科专业课程教学研一体化教改思路的调研

针对工科专业大学生学习专业课程的动机与期望、教师合适采取的教学方式与考核机制等大学专业课程改革中的关键现实问题,对来自北京航空航天大学航空科学与工程学院、自动化与电气工程学院5个工科专业计112名处于专业课学习阶段的高年级本科生、低年级硕士生、高年级硕士生和部分博士生进行了跨年级、跨专业的问卷调查。在此基础上深入探讨了学生学习工科专业课程的目的,对科研工作能力内涵与外延的认知,愿意接受的专业课程教学模式、考核方法及大作业选题方式等调查结果,并根据调研结果对实现教学研一体化的教改思路提出了4点建议。