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2019年 第39卷 第4期    刊出日期：2019-08-25

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论文

空间电源系统寿命预测技术发展综述

杨友超；李海伟

2019, 39(4):  1-5.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.01

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空间飞行器在轨工作期间，电源系统受空间环境及自身工作特性限制，性能会发生衰减，直接影响飞行器的供电和工作寿命。从空间电源系统的工作原理出发，分析了导致能源衰减的主要因素；结合目前国内在电源寿命预测技术方面的进展，提出了目前寿命预测技术所面临的难点及后续的主要攻关方向，为其后续工程化应用和实施提供解决途径。

准直光学系统热变形对太阳模拟器性能影响研究

刘岩；黄超；汪涛；王春喜

2019, 39(4):  6-12.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.02

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为了给太阳模拟器系统热管理提供可靠的技术依据，研究了准直光学系统热变形对系统性能的影响。选取项目组自主研发的高精度太阳模拟器准直光学系统作为研究对象，利用有限元软件仿真实际工作条件下各光学元件表面温度及热变形分布，将通光表面变形数据拟合为泽尼克系数导入光学设计软件中，分析热变形对系统准直角误差及辐照均匀度影响。研究结果表明：在未采取温控措施的自然对流条件下，热变形造成±1′的准直角误差和41.3%的辐照不均匀度，超出允许范围，需进行温控。通过光机集成分析法，给出了不同温度下，对流系数与热变形导致的准直角误差和辐照不均匀度对应关系，为风冷温控系统工程化设计提供了依据。

基于反射法的推力室激光扫描测量技术研究

王新永；郭力振；陈旭辉；徐亮；韩军；宋楠；陈道勇

2019, 39(4):  13-15.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.03

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针对推力室身部零件特殊的薄壁回转体结构，应用激光扫描测量方式进行非接触式测量，可避免常规接触式测量的接触力引起接触变形所产生测量误差。本文探索应用激光扫描测量，通过反射法对内腔及遮挡类结构进行单站测量，避免了传统扫描测量中因“移站”带来的坐标转化误差，研究分析了该工艺方法的原理，并通过实际零件测量验证，有效解决推力室身部零件内腔测量问题。反射法激光扫描测量方式可推广应用至其他类似大尺寸薄壁结构件的形位尺寸测量。

基于单目视觉原理的空间位置测量技术研究

王锴磊；吴跃；沙春哲；刘莎；王春喜；王占涛

2019, 39(4):  16-21.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.04

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为了提升空间位置测量的自动化程度，采用单目视觉原理建立空间成像方程，将三维的空间坐标转换为两维的图像坐标，由此实现单目视觉的空间位置测量。本文推导了单目视觉定位的基本成像方程，对建立的定位装置，进行了实际定位实验，实现了预期的测量结果。基于视觉原理的空间位置测量技术，具有良好的推广应用价值。

无源无线声表面波压力传感器校准技术研究

白天；闫磊；孙凤举；冯辉；王小三；程利娜；李红浪

2019, 39(4):  22-27.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.05

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声表面波压力传感器是一种新型传感器，它的一大优势是具有无源无线信号传递特性，可以突破传统传感器线缆连接的限制，近年来受到国内外研究机构普遍重视。本文探讨了SAW压力传感器的校准技术，对某种商业传感器进行校准，使用最小二乘法分析校准结果，并进行不确定度评估。校准结果显示该传感器在误差、线性、重复性等方面可满足一定精度要求，通过进一步发展，有望在航天领域得到实际应用。

无缆飞行器的电能和信息一体化无线传输技术研究

刘飞；刘文文 ；张声艳；王健康；曾贵明

2019, 39(4):  28-32.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.06

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针对航天飞行器电气设备间连接电缆网复杂沉重的问题，提出了一种面向无缆飞行器的电能和信息一体化无线传输技术方案，该方案能够实现飞行器舱内仪器设备间无线互联和器地间的无线互联；分析了其在飞行器型号工程应用所面临的关键技术，并阐述了其应用前景，为未来航天飞行器电气系统的快速集成设计提供了新的思路和解决途径。

气动活塞式冲击加速度校准装置研制

倪博；田芳怡；沙江；毛志勇；翁俊 ；罗晓平

2019, 39(4):  33-37.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.07

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基于传感器比较法，开展冲击加速度校准方法研究。采用气动活塞式冲击激励发生技术和PXI总线数据采集分析技术，研制冲击加速度校准装置，运用LabVIEW软件编写了校准软件，并对装置进行测量不确定度评估，该装置可为国防军工产品冲击试验提供冲击加速度参数的量值溯源。

分体对开式高低温发生装置研究

高炳涛；杨晓伟；刘云平；梅红伟；钟山；王慧龙

2019, 39(4):  38-40.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.08

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介绍了一种分体对开式高低温发生装置，并详细叙述了其结构组成，测试结果表明高低温发生装置温度范围为-80℃~400℃，温度偏差为±2℃，温度均匀度为2℃，该装置可作为专用实验设备用于力传感器高低温环境下的校准。

基于风致振动机理的压电发电机实验及仿真研究

陆油松；张大有；赵悄然；隋丽

2019, 39(4):  41-46.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.09

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随着低功耗微机电系统的发展，越来越多的微型发电机涌现，其中压电发电机为典型的代表。针对一种基于风致振动机理的柔性压电发电机进行了实验及仿真研究：建立柔性悬臂梁流固耦合仿真模型，分析柔性梁在流场中的力学环境及颤振机理；探究压电悬臂梁在亚颤振临界风速及超颤振临界风速条件下电压输出特性及其给电容充电的性能。结果表明，当风速低于颤振临界速度时，单个压电悬臂梁输出电能较小，接近于零。当风速高于颤振临界速度时，输出电压为类正弦曲线，峰值可达20V。在超颤振临界速度条件下，单个压电悬臂梁为10μF电容充电10s可达22V。微型压电发电机为低功耗微机电系统设备供电成为可能。

静电场仪校准系统的设计及仿真研究

袁亚飞；冯娜；张宇；马姗姗；季启

2019, 39(4):  47-51.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.10

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静电场仪的精确校准对提高卫星在轨电场探测精度、保障卫星安全发射升空、精确预测雷电等具有重要意义。针对电场仪校准的需要，设计了平行极板电容式静态电场仪校准装置。利用三维电磁场仿真软件CST对标准静电场发生装置进行数值仿真，研究了校准箱内部及边缘处的静电场分布特点，分析标准极板直径和间距对边缘效应的影响，结合极板平行度对电场均匀性的影响分析，确定了校准过程中电场仪探头的最佳位置，实现静电场仪校准装置的最优化设计。

一种液体火箭发动机试验台螺纹拧紧力矩量化控制方法

马军强；李志刚；宋振龙；蒋宇

2019, 39(4):  52-57.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.11

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针对液体火箭发动机试验台工艺装配可靠性提升的需求，提出一种螺纹拧紧力矩量化控制方法。利用非试验和试验环境的力矩值统计与分析，确定液体火箭发动机试验台螺纹拧紧力矩值区间；通过拧紧力矩强度理论计算，验证力矩值区间的合理性；结合试验台螺纹空间位置的具体特点，确定适用不同空间位置的力矩量化控制方法和流程，并在试验中进行了应用。应用结果表明，本文提出的方法可有效提高发动机试验工艺的可靠性。

微纳卫星释放分离参数的测试方法

陈有梅；付碧红；余成锋；吉彦超

2019, 39(4):  58-61.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.12

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采用自由落体的试验方法，在地面模拟卫星在轨释放过程，测试某微纳卫星在轨释放速度、姿态以及对卫星星上设备的冲击，卫星的释放速度通过高速摄影的测量方法，卫星的释放姿态和星上设备的冲击响应通过集成在试验卫星上的测试系统测量。该试验方法可以一次测量出卫星的释放姿态、释放速度以及释放分离对卫星星上设备的冲击响应。

一种集成化的卫星PCM测控与时间同步性能测试系统设计

杨同智；周汝志；盛开明

2019, 39(4):  62-66.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.13

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卫星平台电子系统中遥控、遥测与时间同步性能的优劣关系到卫星安全与实用效能。针对以往平台电子系统对接采用单机自检设备，存在设备零乱、软件系统性较弱的缺点，设计开发了一套集成化的应用于卫星系统级测试的PCM测控与时间同步性能测试系统。系统具备适应不同PCM测控码率与格式要求的能力，可无缝集成功能丰富的综合测试软件，完成测控数据处理，并基于触发时间锁存原理，实现了高精度的卫星时间同步性能测试。

燃油喷嘴螺旋槽的精密测量方法与系统设计

毕超；鄂玛兰；郝雪；刘勇

2019, 39(4):  67-72.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.14

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为了实现航空发动机燃油喷嘴上的螺旋槽特征的快速与精确检测，提出了螺旋槽的槽深、螺旋角和槽宽等参数的测量与计算方法，并基于此设计和搭建了一套非接触式的燃油喷嘴螺旋槽精密测量系统。该测量系统基于模块化的设计思想，其机械主体采用立柱移动型三坐标测量机的结构形式；运动机构由三个直线轴X、Y和Z以及一个回转轴A构成，电气控制模块采用了由上位机与下位机构成的主从控制方式，前端传感器选用了新型的锥光偏振全息激光测头，并应用专用夹具来实现被测喷嘴零件的装夹和定位。最后，选取某个燃油喷嘴样件作为被测目标，应用所搭建的测量系统对其上的多个螺旋槽特征开展了重复测量实验，并解算得到了槽深、螺旋角和槽宽的几何尺寸，而且系统所达到的测量精度能够满足检测需求。

一种基于系留无人机的图像遥测系统设计

汪洋；沈力；周述勇

2019, 39(4):  73-78.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.15

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针对海上船舶甲板的监控需求，本文提出了一种基于系留无人机的图像遥测系统设计方法，即通过系留无人机上的图像采集装置对被监控目标进行视频信号实时采集、压缩，再经过遥测装置的编码、调制、放大后由天线进行辐射，最后由数十公里外的遥测接收机完成接收、解调、解码，可实时显示船舶甲板图像信息。文中介绍了系统的软硬件组成、关键设备的设计方法、综合性能的分析，对相关图像遥测技术应用有一定参考意义。

基于TDLAS的气体检测技术研究

李伟；贾军伟；柴昊；张书锋；张明志；崔鸿飞；刘敬敏；刘

2019, 39(4):  79-84.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.16

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TDLAS技术由于其非接触性、高灵敏度、在线响应速度快等优点，而成为当前气体浓度在线检测技术的重要发展方向之一。确定分子吸收线型函数是应用该技术的前提条件，但是目前尚没有有效的方法在线测量分子吸收线型函数，以至严重影响了TDLAS技术的测量精度，限制了其应用范围。因此，通过吸收光谱理论和波长调制理论研究TDLAS技术中谐波特征参数与分子吸收线型函数的关系，推导出蕴含分子吸收信息的谐波通项表达式，利用谐波信号间的关系特征来消除背景信号、激光强度、调制系数等因素的影响，建立了一种基于谐波信号的绝对吸收强度测量算法。以CO₂分子和H₂O分子在6982cm^-1附近的谱线为例进行数值分析和实验研究，仿真和实验结果表明，根据算法测得的分子吸收光谐波信号谱与理论吸收光谱之间的相对误差不超过5%，进一步提高了TDLAS技术的测量精度，拓宽了其应用范围。

基于远场涡流技术的油气集输管道缺陷检测研究

石明江；文浩

2019, 39(4):  85-88.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.17

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由于石油和天然气在集输过程中含有大量腐蚀成分，会对集输管道造成腐蚀形成穿孔、凹槽等缺陷，为了保证集输管道的安全，需要对腐蚀缺陷进行检测。本文运用远场涡流检测原理，建立了基于集输管道的远场涡流仿真模型，通过管道缺陷对磁感应强度轴向分量幅值和相位的影响进行分析，得出了管道内壁缺陷的深度与对应检测信号的关系，解决了对缺陷深度的定量测量问题。

无人机红外辐射特性测量方法

吕晓林

2019, 39(4):  89-92.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.18

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无人机飞行时红外辐射特性测量受多方面因素影响，测量精度低，不能满足试验要求。采用室内标定、室外成像进行红外辐射特性反演，利用FasCode软件对大气传输进行估算，对测量结果进行修正，获得无人机红外辐射特性，测量结果与实际情况一致，测量方法有效。

正弦压力信号幅值测量无差算法研究

邰寒松；张大有

2019, 39(4):  93-98.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.04.19

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正弦压力校准常用比较法，通过比较标准压力传感器与被校压力传感器在同一正弦压力源中的响应完成被校传感器的幅值校准。对正弦压力信号幅值的测量算法进行了研究，提出了一种控制采样频率为标准激励信号频率整数倍的算法，可实现幅值的无差运算，理论推导和仿真实验表明，该算法能有效提高单频校准的准确度。