小卫星智能化技术发展展望

1

作者 崔玉福 刘质加 +8 位作者 贾晓冬 师皓 谢凤英 王靖 李志刚 张少坡 李国军 刘元默 邱增帅 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2024年第5期1-8,共8页

随着人工智能、大数据、云计算、物联网等技术在各领域应用日趋深入,航天技术也取得了迅猛发展,基于复杂任务的体系智能化、星座智能化发展成为航天新趋势。未来小卫星将向“新、小、快、灵、智、多、省、好”等方向发展,通过人工智能... 随着人工智能、大数据、云计算、物联网等技术在各领域应用日趋深入,航天技术也取得了迅猛发展,基于复杂任务的体系智能化、星座智能化发展成为航天新趋势。未来小卫星将向“新、小、快、灵、智、多、省、好”等方向发展,通过人工智能、数字孪生等技术实现智能化,以适应小卫星星座化、体系化发展需求。文章为应对未来小卫星快速发展需求,提出了星座化、体系化发展下小卫星特点与智能化需求,探讨了新形式下小卫星智能化发展转型,并给出了小卫星智能化发展建议。 展开更多

关键词 小卫星 智能化技术 大数据 数字孪生

在线阅读 下载PDF 职称材料

超低轨飞行器迎风面减阻构型优化研究 被引量：2

2

作者 江一鹏 崔玉福 +1 位作者 刘质加 秦江 《中国空间科学技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第3期120-126,共7页

针对超低轨飞行器迎风面气动阻力过大的问题,在理论解求自由分子流气动阻力方法的基础上分析迎风面阻力的主要影响因素,计算不同长度下几种典型迎风面构型的气动阻力值并分析其变化原因。在此基础上设计迎风面构型的表达函数并引入智能... 针对超低轨飞行器迎风面气动阻力过大的问题,在理论解求自由分子流气动阻力方法的基础上分析迎风面阻力的主要影响因素,计算不同长度下几种典型迎风面构型的气动阻力值并分析其变化原因。在此基础上设计迎风面构型的表达函数并引入智能算法对其迭代寻优。对构型存在的约束,引入罚函数机制以降低不可行解的适应度值。研究结果表明:此方法可获得最小阻力迎风面的近似最优解,在现有材料的约束下,相比锥形构型,优化方法最大减阻可达5%以上,并能有效增加飞行器头部容积;随迎风面高度上升,最小阻力构型从近台形逐渐向锥形转化。提出的构型优化方法,可为后续超低轨飞行器减阻构型设计提供参考。 展开更多

关键词 超低轨飞行器 稀薄气体 BOLTZMANN方程 PSO算法 罚函数 减阻构型

在线阅读 下载PDF 职称材料

侧挂式卫星-分配器一体化力学环境分析与试验验证

3

作者 李艳辉 单悌磊 +3 位作者 刘质加 李岩 仇越 伍保峰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1216-1224,共9页

针对新型侧挂式双星和分配器系统的主动段力学环境分析与试验验证状态确定问题,分析对比了双星-分配器组合体状态和单星状态两种状态下的振动响应,说明了分配器对于侧挂式卫星的星箭接口和星上组件振动响应的影响,卫星分配器对于从卫星... 针对新型侧挂式双星和分配器系统的主动段力学环境分析与试验验证状态确定问题,分析对比了双星-分配器组合体状态和单星状态两种状态下的振动响应,说明了分配器对于侧挂式卫星的星箭接口和星上组件振动响应的影响,卫星分配器对于从卫星-分配器组合体下端框传递至星箭接口的正弦振动具有明显的放大效应,对于从卫星-分配器组合体下端框传递至星箭接口的随机振动具有衰减效应。据此卫星方和运载方共同制定了在卫星-分配器组合体状态进行卫星、分配器的力学环境适应性分析和试验的验证方案,地面研制阶段进行了卫星-分配器组合体力学试验验证并成功发射入轨,表明了侧挂式卫星-分配器进行一体化力学环境分析和验证的有效性。 展开更多

关键词 卫星 分配器 一体化 力学环境 分析 试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

小卫星机械总体设计技术发展及展望 被引量：7

4

作者 刘质加 张立华 韩冬 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2021年第6期120-127,共8页

结合中国空间技术研究院近20年来小卫星机械总体设计技术的发展,分析了现代小卫星技术特点及其应用需求,主要从小卫星发展对机械总体设计的需求分析、机械总体构型布局设计、结构机构设计以及机械总体设计的数字化等方面进行了总结,最... 结合中国空间技术研究院近20年来小卫星机械总体设计技术的发展,分析了现代小卫星技术特点及其应用需求,主要从小卫星发展对机械总体设计的需求分析、机械总体构型布局设计、结构机构设计以及机械总体设计的数字化等方面进行了总结,最后对小卫星机械总体设计技术进行了展望。 展开更多

关键词 小卫星 机械总体 结构与机构 数字化

在线阅读 下载PDF 职称材料

数字孪生卫星技术与工程实践 被引量：9

5

作者 崔玉福 刘质加 王靖 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2021年第6期62-69,共8页

数字孪生是一种集成多物理、多尺度、多学科属性,具有实时同步、忠实映射、高保真度特性,能够实现物理世界与信息世界交互与融合的技术手段。文章给出数字孪生卫星的定义,从卫星物理实体(R-Sat)、卫星孪生体(DT-Sat)、孪生数据(DT-Data... 数字孪生是一种集成多物理、多尺度、多学科属性,具有实时同步、忠实映射、高保真度特性,能够实现物理世界与信息世界交互与融合的技术手段。文章给出数字孪生卫星的定义,从卫星物理实体(R-Sat)、卫星孪生体(DT-Sat)、孪生数据(DT-Data)、服务系统(DT-App)以及连接五个维度对数字孪生五维模型进行拓展,并提出了数字孪生卫星五维数据(实时数据、纵向数据、横向数据、仿真数据、融合数据)的概念。探索了数字孪生卫星未来在工程实践中需解决的关键问题,并在太阳翼子系统设计与整星热试验测温与评估等方面开展了初步的应用。 展开更多

关键词 数字卫星 数字孪生 数据 模型 映射 太阳翼 热试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

小卫星非常规动力学分析与控制 被引量：1

6

作者 白照广 杨新峰 +2 位作者 崔玉福 刘质加 邓卫华 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1-7,共7页

针对小卫星研制中出现的一些非常规动力学问题进行研究,并提出解决办法。针对小卫星组件最大冲击谱量级超出常规冲击试验规范谱的分析与验证困难,通过研究提出了能够分析评估组件高量级冲击的方法。针对小卫星随机振动下强度设计方法还... 针对小卫星研制中出现的一些非常规动力学问题进行研究,并提出解决办法。针对小卫星组件最大冲击谱量级超出常规冲击试验规范谱的分析与验证困难,通过研究提出了能够分析评估组件高量级冲击的方法。针对小卫星随机振动下强度设计方法还存在较大误差,分析了系统模态质量比与模态频率在一定频段的影响规律,认为忽略模态质量耦合会带来误差,提出了考虑模态质量耦合的准静态载荷计算方法。最后,针对小卫星整星开展了减振研究,分析了正弦和随机减振效果,对于对称安装减振系统,提出了减振系统的主频率计算公式。 展开更多

关键词 高量级冲击 冲击试验规范 随机振动 模态质量 准静态载荷 减振

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于MBD的小卫星数字化应用 被引量：3

7

作者 刘江 刘质加 +3 位作者 辛强 段晓 岳冠楠 周传君 《航空制造技术》 2015年第21期68-72,共5页

现阶段小卫星数字化设计制造中重点解决卫星总体协同设计和三维下厂问题,通过在型号研制过程中摸索和实践,初步形成了一套全三维数字化设计制造方法,实现了小卫星设计制造过程的无纸化。

关键词 MBD 小卫星 数字化应用

在线阅读 下载PDF 职称材料

数字孪生卫星技术发展与展望 被引量：4

8

作者 崔玉福 刘质加 王靖 《国际太空》 2021年第10期27-31,共5页

1 引言近年来,卫星研制及发射呈井喷之势,成为发射数量最多、应用最广、发展最快的航天器产业,其发展特点呈现出低成本、功能多样化、智能化、批生产批部署、用户广泛化等多维态势。在快速发展的同时,卫星也面临着打造高性能与低成本兼... 1 引言近年来,卫星研制及发射呈井喷之势,成为发射数量最多、应用最广、发展最快的航天器产业,其发展特点呈现出低成本、功能多样化、智能化、批生产批部署、用户广泛化等多维态势。在快速发展的同时,卫星也面临着打造高性能与低成本兼顾的卫星产品、实现面向批量的卫星产品研制高效率,以及高质量、实现更智慧的在轨自主运维、评估、寿命预测与延寿等发展问题。可喜的是,数字孪生、New IT技术、大数据、智能互联等新技术的发展,为解决上述问题提供了可期的解决途径。 展开更多

关键词 IT技术 卫星研制 大数据 功能多样化 智能互联 寿命预测 低成本 广泛化

在线阅读 下载PDF 职称材料

小卫星一体化星敏支架拓扑优化 被引量：8

9

作者 王瑞显 冯振伟 +3 位作者 马灵犀 单悌磊 张杨 刘质加 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期67-70,共4页

针对小卫星薄壁式铸钛一体化星敏支架减重需求,采用拓扑优化方法设计了一种面向3D打印制造的一体化星敏支架,拓扑优化计算时以刚度不低于200 Hz和重量最小化为目标得到了材料分布模型,采用形状优化和形貌优化等手段对材料分布模型进行... 针对小卫星薄壁式铸钛一体化星敏支架减重需求,采用拓扑优化方法设计了一种面向3D打印制造的一体化星敏支架,拓扑优化计算时以刚度不低于200 Hz和重量最小化为目标得到了材料分布模型,采用形状优化和形貌优化等手段对材料分布模型进行光顺处理得到了拓扑优化设计后一体化星敏支架。经有限元分析,星敏支架刚度和强度满足要求。选择Ti6Al4V(TC4)激光选区熔化成型工艺加工了样机,验证了拓扑优化的星敏支架的可制造性。拓扑优化的一体化星敏支架重量相比薄壁式结构铸钛一体化星敏支架减重达80%。 展开更多

关键词 一体化星敏支架 拓扑优化 3D打印

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种适合组批部署的小卫星构型与结构设计 被引量：1

10

作者 刘江 田宗军 +2 位作者 徐欣 扈勇强 刘质加 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2023年第5期63-68,共6页

针对目前质量在150~300 kg小卫星的构型与结构设计存在定制化设计,面向多种载荷布局、多型运载火箭发射环境、组批快速部署的适应能力不强的问题,文章设计了一种适合组批部署的双隔板四点连接式小卫星构型与结构,采用标准主承力结构,构... 针对目前质量在150~300 kg小卫星的构型与结构设计存在定制化设计,面向多种载荷布局、多型运载火箭发射环境、组批快速部署的适应能力不强的问题,文章设计了一种适合组批部署的双隔板四点连接式小卫星构型与结构,采用标准主承力结构,构型截面可变,结构主承力接头X向间距可调,并开展了结构分析及优化设计。经验证表明:在可调设计范围内,结构一阶固有频率变化小于2 Hz,最小值为40.8 Hz,主承力结构最低安全裕度为0.28,可满足我国多型运载火箭的要求,具有多种载荷布局适应性强、多型运载火箭发射环境适应性强、组批快速部署适应性强的特点,可为同类型组批部署需求的小卫星设计提供参考。 展开更多

关键词 小卫星 构型 结构设计 组批

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用BP神经网络对卫星无热敏设备温度的估测 被引量：6

11

作者 宁东坡 徐志明 刘质加 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期48-54,共7页

卫星上测温资源有限,只有部分设备有测温点,难以准确获得其他无测温点设备的温度。基于反向传播(BP)神经网络对复杂非线性系统优秀的拟合能力,建立了估测卫星上无测温点设备温度的神经网络,以在轨有测温点设备温度为输入层,以在轨无测... 卫星上测温资源有限,只有部分设备有测温点,难以准确获得其他无测温点设备的温度。基于反向传播(BP)神经网络对复杂非线性系统优秀的拟合能力,建立了估测卫星上无测温点设备温度的神经网络,以在轨有测温点设备温度为输入层,以在轨无测温点设备为输出层,并使用卫星热试验获得的星上温度遥测数据和在轨无测温点设备的热电偶温度数据进行训练和测试。测试结果表明,所建立的神经网络估测精度在1℃以内,可以用来精确估测卫星无测温点设备的温度。针对学习样本对估测误差之间关系进行了研究,计算表明,学习样本的多样性和大数据量能够显著减小估测误差。 展开更多

关键词 BP神经网络 无测温点 温度 推测 机器学习

在线阅读 下载PDF 职称材料