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2018中国机构与机器科学国际会议

作者：韩亮亮杨健陈萌张崇峰上海宇航系统工程研究所上海201108 上海市空间飞行器机构重点实验室上海201108 上海宇航系统工程研究所上海201108

针对大型航天器在轨运行监测、精细化维修维护、在轨组装、在轨制造等方面的应用需求，提出了一种模块化可在轨重构机器人的方案设想。基于模块化可重构的设计思想，分析了机器人的模块化组成、机构构型及典型任务的实现方案，梳理了重... 详细信息

针对大型航天器在轨运行监测、精细化维修维护、在轨组装、在轨制造等方面的应用需求，提出了一种模块化可在轨重构机器人的方案设想。基于模块化可重构的设计思想，分析了机器人的模块化组成、机构构型及典型任务的实现方案，梳理了重构机器人需解决的关键问题。可重构机器人系统能够根据操控任务、目标、场景的变化灵活配置，具有较宽的任务适应能力，是未来空间操控任务可考虑的一种低成本、高效配置手段。

关键词：可重构机器人在轨组装模块化可重构

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基于反熔丝FPGA的纯开环星载步进电机驱动器设计

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电机与控制应用 2017年第9期44卷 54-59,66页

作者：蒋范明王涛姚惟琳上海宇航系统工程研究所上海201109 上海市空间飞行器机构重点实验室上海201109

为了提高运动机构的稳定度,步进电机驱动控制通常采用电流细分的方法,从而将一个步距角分解成若干小步。实现步进电机电流细分驱动通常的方法是将电流闭环引入到驱动控制电路中,由此增加电流采样、比较等软硬件功能模块的同时也增加了... 详细信息

为了提高运动机构的稳定度,步进电机驱动控制通常采用电流细分的方法,从而将一个步距角分解成若干小步。实现步进电机电流细分驱动通常的方法是将电流闭环引入到驱动控制电路中,由此增加电流采样、比较等软硬件功能模块的同时也增加了单机的复杂度,削弱了步进电机本质上开环驱动的优势。为了提高宇航型号步进电机驱动控制器单机的可靠度,提出了一种基于反熔丝FPGA的纯开环驱动方案,通过预置占空比的方式,在不引入电流闭环的前提下实现步进电机电流细分。通过样机调试,验证了设计的有效性,为后续工程研制提供参考。

关键词：宇航步进电机开环驱动反熔丝FPGA

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径向加强肋-薄膜伞状天线结构动力学建模与数值仿真

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动力学与控制学报 2017年第2期15卷 131-135页

作者：李东颖张华刘汉武上海市空间飞行器机构重点实验室上海201108 上海宇航系统工程研究所上海201109

大型空间可展开抛物面天线由于其特殊的应用价值,近年来广受人们关注.本文研究的径向加强肋-薄膜伞状天线是其中一种典型的非线性结构系统,为了掌握其在轨动力学特性,合理精确地建立径向加强肋-薄膜伞状天线的结构动力学模型至关重要.... 详细信息

大型空间可展开抛物面天线由于其特殊的应用价值,近年来广受人们关注.本文研究的径向加强肋-薄膜伞状天线是其中一种典型的非线性结构系统,为了掌握其在轨动力学特性,合理精确地建立径向加强肋-薄膜伞状天线的结构动力学模型至关重要.为描述径向加强肋-薄膜伞状天线物理模型中的预紧力问题,引入温度预应力等效方法解决天线结构模态的初始条件施加问题,通过有限元求解获得了其动力学特性,为径向加强肋-薄膜伞状天线的结构设计与力学研究提供了依据,并为其工程化实施奠定了理论研究基础.

关键词：径向加强肋预紧力天线结构有限元

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碳纤维/PEEK管材太空在轨成型方法与模拟探究

碳纤维/PEEK管材太空在轨成型方法与模拟探究

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第二十届全国复合材料学术会议

作者：严飙刘明瑞彭福军耿海峰彭雄奇上海宇航系统工程研究所上海空间飞行器机构重点实验室上海201108 上海交通大学材料科学与工程学院上海200030

在太空制造的大背景下，根据变形机理，力学模型和加工参数创造性的提出了一种新的碳纤维/PEEK管材太空在轨成型方法。利用Johnson-Cook本构模型，选取PEEK高弹态下模型拟合参数，精确地表征PEEK在中高温下的力学行为。碳纤维采用Holzap... 详细信息

在太空制造的大背景下，根据变形机理，力学模型和加工参数创造性的提出了一种新的碳纤维/PEEK管材太空在轨成型方法。利用Johnson-Cook本构模型，选取PEEK高弹态下模型拟合参数，精确地表征PEEK在中高温下的力学行为。碳纤维采用HolzapfeI-Gasser-Ogden超弹性本构模型通过拟合碳纤维单向拉伸能量密度函数得到材料参数，并构建了碳纤维/PEEK叠成力学模型。利用商业软件Abaqus模拟失重的条件下的在轨成型，分析了板料在冲压和拉挤过程中板料的应力分布情况，并通过试验验证该方案的可行性，这对管材在轨成型的设计和加工有明确的借鉴和指导意义。

关键词：复合材料管材制造数值模拟拉挤成型聚醚醚酮

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面向空间应用的薄膜可展开结构研究进展及技术挑战

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载人航天 2017年第4期23卷 427-439页

作者：彭福军谢超张良俊上海宇航系统工程研究所上海201108 上海市空间飞行器机构重点实验室上海201108

空间可展开结构正向着大型化、轻量化和高精度的方向发展,薄膜可展开结构以其高收纳比、高比刚度等优势而成为大型空间可展开结构的重要实现手段之一。结合未来构建大型空间结构系统的需求,梳理了薄膜可展开结构在大面积电池阵、大口径... 详细信息

空间可展开结构正向着大型化、轻量化和高精度的方向发展,薄膜可展开结构以其高收纳比、高比刚度等优势而成为大型空间可展开结构的重要实现手段之一。结合未来构建大型空间结构系统的需求,梳理了薄膜可展开结构在大面积电池阵、大口径星载天线、太阳帆、遮光板、再入减速装置及太空舱等多个方面的典型空间应用,介绍了各类空间薄膜可展开结构的研究进展,探讨了薄膜可展开结构在系统设计、柔性材料、收拢展开、结构控制和加工测试等方面存在的技术挑战。

关键词：空间结构轻量化薄膜结构可展开结构柔性结构

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Ω形可展开弯杆屈曲载荷的经验公式与试验验证

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载人航天 2017年第4期23卷 462-468页

作者：韩大为朱晓海靳宗向杨青曹燕燕上海市空间飞行器机构重点实验室上海201109 上海宇航系统工程研究所上海201109

针对Ω形可展开弯杆多参数耦合、设计困难的问题,对Ω形可展开弯杆的屈曲载荷、两侧刚度差异特点等进行了仿真分析,拟合了计算公式;并研制了样机,进行了试验测试,仿真结果和试验结果匹配性良好。研究内容为多参数Ω形可展开弯杆的快速... 详细信息

针对Ω形可展开弯杆多参数耦合、设计困难的问题,对Ω形可展开弯杆的屈曲载荷、两侧刚度差异特点等进行了仿真分析,拟合了计算公式;并研制了样机,进行了试验测试,仿真结果和试验结果匹配性良好。研究内容为多参数Ω形可展开弯杆的快速设计和推广使用积累了技术。

关键词： Ω形可展开弯杆可展开结构屈曲载荷数据试验

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宇航应用永磁同步电机矢量控制驱动电路设计

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电力电子技术 2017年第6期51卷 61-63页

作者：蒋范明陈伟上海宇航系统工程研究所上海201109 上海市空间飞行器机构重点实验室上海201109

随着宇航运动机构响应速度、定位精度的提高,无刷直流电机、永磁同步电机(PMSM)等高性能电机更广泛地被应用到空间机构设计中。以采用PMSM作为执行部件的伺服控制系统为例,提出一种宇航应用的PMSM矢量控制(FOC)驱动电路设计方案,在确保... 详细信息

随着宇航运动机构响应速度、定位精度的提高,无刷直流电机、永磁同步电机(PMSM)等高性能电机更广泛地被应用到空间机构设计中。以采用PMSM作为执行部件的伺服控制系统为例,提出一种宇航应用的PMSM矢量控制(FOC)驱动电路设计方案,在确保产品空间环境适应性的同时,注重产品的集成度和驱动性能。通过样机的研制和调试,验证了设计方案的有效性,为后续相关宇航型号工程研制提供参考。

关键词：永磁同步电机驱动电路矢量控制

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薄膜结构点阵投影式三维动态变形测量技术

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辽宁石油化工大学学报 2018年第6期38卷 86-92页

作者：刘凯史航苏成利辽宁石油化工大学信息与控制工程学院辽宁抚顺113001 上海宇航系统工程研究所上海空间飞行器结构重点实验室上海201108

针对常规视觉测量方法在薄膜类结构动态测量中靶标影响薄膜局部变形的弊端,提出了一种薄膜点阵投影式三维动态测量技术。此技术利用激光器将靶标投影到薄膜结构上,并基于OpenCV库(开源计算机视觉库)提出了一套三维测量算法进行薄膜结构... 详细信息

针对常规视觉测量方法在薄膜类结构动态测量中靶标影响薄膜局部变形的弊端,提出了一种薄膜点阵投影式三维动态测量技术。此技术利用激光器将靶标投影到薄膜结构上,并基于OpenCV库(开源计算机视觉库)提出了一套三维测量算法进行薄膜结构三维动态变形测量。为了验证其三维测量精度,设计了精度检验的标准尺。在原理验证实验中检验了薄膜结构点阵投影式测量技术的三维测量精度,并以24Hz帧率拍摄、离线处理数据的方式对薄膜结构的整体变形和波浪变形工况进行测量。精度验证实验结果证明了此技术在1m的测量距离与1.3m×0.8m视场下,X、Y方向的精度小于0.30mm,Z方向的精度约0.77mm,同时动态测量结果能够有效复现薄膜结构动态变形过程。

关键词：薄膜结构三维动态测量摄影测量点阵投影式立体视觉

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一种考虑聚醚醚酮(PEEK)不同力学状态的本构模型

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应用数学和力学 2017年第7期38卷 755-761页

作者：张衡严飙尹红灵徐永成彭雄奇彭福军上海宇航系统工程研究所空间飞行器机构重点实验室上海201108 上海交通大学材料科学与工程学院上海200030

聚醚醚酮(简称PEEK)以其优良的性能而广泛应用于高端机械、核工程和航空等科技领域.为了描述其在应变、应变率和温度3种因素作用下的力学行为,依据PEEK在不同温度下呈现的3种力学状态,在著名的JC(Johnson-Cook)本构模型的基础上,提出了... 详细信息

聚醚醚酮(简称PEEK)以其优良的性能而广泛应用于高端机械、核工程和航空等科技领域.为了描述其在应变、应变率和温度3种因素作用下的力学行为,依据PEEK在不同温度下呈现的3种力学状态,在著名的JC(Johnson-Cook)本构模型的基础上,提出了针对高分子不同力学状态的分段JC本构模型.与传统JC模型及文献中改进JC模型相比,提出的分段JC模型能够更精确地表征PEEK在中高温下的力学行为,为PEEK在复合材料中的应用和分析奠定了理论基础.

关键词：聚醚醚酮力学行为本构模型

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基于半解析法的钢丝绳股多态接触性能研究

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载人航天 2017年第4期23卷 522-528页

作者：周美娟马志飞孟凡明陈原培重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 上海宇航系统工程研究所上海201109 上海市空间飞行器机构重点实验室上海201109

针对钢丝绳在服役过程中因丝间接触导致的失效问题,基于半解析法、弹性接触理论和曲杆理论,研究了轴向拉伸、扭转载荷作用下的钢丝绳股丝间多态接触性能。建立了能反映绳股接触状态随载荷演变规律的丝间接触模型及绳股力学模型,并采用... 详细信息

针对钢丝绳在服役过程中因丝间接触导致的失效问题,基于半解析法、弹性接触理论和曲杆理论,研究了轴向拉伸、扭转载荷作用下的钢丝绳股丝间多态接触性能。建立了能反映绳股接触状态随载荷演变规律的丝间接触模型及绳股力学模型,并采用共轭梯度法及快速傅里叶变换进行求解,验证了模型有效性。结果表明:在一定轴向拉伸与扭转载荷作用下,部分绳股处于多态接触状态。随着拉伸载荷的增加,芯丝-侧丝趋于接近而相邻侧丝趋于分离,接触状态的变化使小捻角绳股刚度趋于减小而使大捻角绳股刚度趋于增大。随着扭转载荷的增大,使相邻侧丝趋于接近而使芯丝-侧丝趋于分离,接触状态的变化使小捻角绳股刚度增大,大捻角时刚度先增大后减小。

关键词：钢丝绳股多态接触性能半解析法捻角刚度

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