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基于ZYNQ的空间电推进器控制系统
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作者 史佳明 郑金星 +6 位作者 刘海洋 张祖超 陆玉东 杜宜凡 吴梅起 吴涛 张杰 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第10期70-78,共9页
空间电推进器是航天器关键动力部件,保障着航天器的机动性能。目前,以微控制单元(MCU)为核心的传统控制系统在实时性、数据处理及系统扩展等方面存在局限,亟需改进以满足日益增长的空间探索需求。针对该问题,设计了一套基于ZYNQ-7020搭... 空间电推进器是航天器关键动力部件,保障着航天器的机动性能。目前,以微控制单元(MCU)为核心的传统控制系统在实时性、数据处理及系统扩展等方面存在局限,亟需改进以满足日益增长的空间探索需求。针对该问题,设计了一套基于ZYNQ-7020搭建的空间电推进器控制系统设计方案,采用集成化设计,实现各推进子设备的高效协同运作,并完成异构传感器数据的集成处理。论述了处理系统端和可编程逻辑端的设计,介绍了各关键子模块。配套设计了远程控制软件,支持参数设定和状态监测等,提升操作便捷性。实施抗电磁干扰能力优化设计。利用Vivado和ModelSim进行功能仿真,通过实验评估了系统的时序特性、资源利用率、响应速度及稳定性。测试结果表明:系统在数据实时处理、可靠性等方面表现优异。该控制系统设计已在地面实验室环境中成功应用。 展开更多
关键词 空间电推进器 现场可编程门阵列 嵌入式控制系统 软硬件协同设计
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基于PPMS的低温温度计标定及应用研究
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作者 何坤 杜庆庆 +4 位作者 刘纪阳 范吉鹏 郑金星 袁昊 奚维斌 《低温与超导》 北大核心 2025年第1期64-70,共7页
基于综合物性测量系统(PPMS),利用Cernox-1050温度计作为标准温度计,对自研的低温温度计进行了标定实验。结果表明,自研温度计具有优良的低温特性,能满足3~320 K温区高灵敏度的低温测量要求。基于自研的低温温度计标定的数据处理,提出... 基于综合物性测量系统(PPMS),利用Cernox-1050温度计作为标准温度计,对自研的低温温度计进行了标定实验。结果表明,自研温度计具有优良的低温特性,能满足3~320 K温区高灵敏度的低温测量要求。基于自研的低温温度计标定的数据处理,提出了一种利用切比雪夫多项式拟合与牛顿插值的低温温度测量方法。通过多种拟合和插值算法的理论分析与计算对比,表明应用牛顿插值法的测量精度最高,该方法测量准确度达到0.01 K,满足测量要求。该方法可以提高测量仪表中单片机计算温度的精度与效率,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 低温温度计 PPMS系统 标定实验 曲线拟合 插值法
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泉三高速公路动物通道选址研究——以云豹为例 被引量:8
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作者 吴旻 陈瑾 +4 位作者 赵超超 翟瑞 苏雨秋 郑金兴 胡喜生 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2360-2366,共7页
随着高速路网不断扩大和加密,动物适宜的生存空间也不断被阻隔。动物通道作为缓解高速公路负面影响的重要手段,通道位置是其发挥效用的关键。以泉三高速公路为对象,以云豹(Neofelis nebulosa)为目标物种,构建了生境评价指标体系并采用... 随着高速路网不断扩大和加密,动物适宜的生存空间也不断被阻隔。动物通道作为缓解高速公路负面影响的重要手段,通道位置是其发挥效用的关键。以泉三高速公路为对象,以云豹(Neofelis nebulosa)为目标物种,构建了生境评价指标体系并采用专家咨询法确定相对权重,利用GIS对其生境适宜性进行了评价。在此基础上结合水文分析,以水流方向类比动物倾向活动路线,由此确定获得云豹的3处理想高速公路通道位置。研究结果表明,该方法能有效地模拟并确定动物运动的轨迹,可为建立合适的动物通道、有效缓解公路的阻隔效应提供重要的参考价值。 展开更多
关键词 高速公路 生境适宜性 水文分析 动物通道 云豹
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中国聚变工程实验堆纵场超导磁体高性能Nb3Sn CICC导体稳定性分析 被引量:5
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作者 张正硕 郑金星 +2 位作者 宋云涛 刘旭峰 陆坤 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第24期5031-5040,共10页
针对中国聚变工程实验堆(CFETR)高参数等离子体约束要求,其纵场(TF)混合磁体的设计方案为采用三种不同性能的超导导体绕制,峰值磁场可达14.43T,最大应力超过700MPa。该文结合CFETR纵场磁体面临的稳态以及瞬态热负荷条件,系统分析混合磁... 针对中国聚变工程实验堆(CFETR)高参数等离子体约束要求,其纵场(TF)混合磁体的设计方案为采用三种不同性能的超导导体绕制,峰值磁场可达14.43T,最大应力超过700MPa。该文结合CFETR纵场磁体面临的稳态以及瞬态热负荷条件,系统分析混合磁体中高性能Nb3Sn四饼线圈在不同扰动长度及扰动时间工况下的稳定性温度裕度和能量裕度,并对背景场强度及有效应变等因素对稳定性裕度的影响进行讨论。结果表明,高性能Nb3SnCICC导体在峰值磁场及-0.7%^-0.5%有效应变预计区间内拥有2.0K以上的温度裕度;但极端条件(B=14.43T,ε=-0.7%)下的电磁扰动(Lp=10m,tp=100ms)对应导体能量裕度仅有11.41mJ/cc,局部恶劣工况下导体能量裕度下降严重的问题亟待解决。针对高场区单饼线圈在典型扰动下行为的计算表明,典型机械扰动(Lp=0.1m,tp=1ms)引起的失超能够在5s内使导体热点温度升高至接近120K,这对磁体失超保护系统提出了较高的要求。 展开更多
关键词 中国聚变工程试验堆 纵场超导磁体 高性能Nb3Sn 稳定性裕度
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EAST装置TF馈线新阈值热稳定性分析 被引量:2
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作者 谢杰 奚维斌 +2 位作者 郑金星 陈子鸣 杜双松 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期63-68,共6页
EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)馈线系统连接超导磁体和高温超导电流引线,为磁体提供馈电通道和失超情况下能量的释放通道,是装置的一个重要部分。近年来,由于纵场(Toroidal Field,TF)馈线系统进口温度升高,出口... EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)馈线系统连接超导磁体和高温超导电流引线,为磁体提供馈电通道和失超情况下能量的释放通道,是装置的一个重要部分。近年来,由于纵场(Toroidal Field,TF)馈线系统进口温度升高,出口温度有时超出阈值6.1 K,导致实验终止。为保障EAST实验的继续进行,将TF馈线的出口温度阈值提升至6.5 K。为确定新阈值下超导导体运行安全,通过GANDALF软件对超导导体运行时的温度裕度和稳定性能量裕度进行计算。计算结果表明:在新阈值下,导体的温度裕度大于1.5 K,稳定性裕度大于200 mJ·cm^(-3)。提升阈值后超导导体依旧运行安全。 展开更多
关键词 馈线 超导导体 温度阈值 温度裕度 稳定性能量裕度
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CFETR纵场超导磁体CICC导体低温冷却设计与分析 被引量:5
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作者 黄卫 陆坤 +1 位作者 郑金星 吴琪刚 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期81-87,共7页
纵场磁体中导体低温超导性对整个托卡马克装置磁体系统的稳定具有重要作用。对纵场磁体的低温冷却系统进行热分析,确定线圈排布匝数、纵场磁体中心冷却孔以及盒壁内侧冷却孔的质量流速,并计算液氦在导体中心冷却孔流动时的沿程压降。分... 纵场磁体中导体低温超导性对整个托卡马克装置磁体系统的稳定具有重要作用。对纵场磁体的低温冷却系统进行热分析,确定线圈排布匝数、纵场磁体中心冷却孔以及盒壁内侧冷却孔的质量流速,并计算液氦在导体中心冷却孔流动时的沿程压降。分析结果表明:同种工况不同线圈排布磁体组件温差值各不相同,经过对比分析,纵场磁体选用154匝线圈排布方案。为确保纵场线圈盒体温度与导体铠甲的温度分别在20 K与5 K范围之内,线圈盒内侧壁面冷却孔质量流速为3.6 g·s-1,纵场磁体线圈导体内中心冷却孔质量流速为9.5 g·s-1,液氦流动沿程压降为1.72×105Pa。 展开更多
关键词 纵场磁体 热分析 质量流速 沿程压降
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68 kA高温超导电流引线关键参数研究 被引量:1
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作者 韩全 刘承连 +6 位作者 陆坤 郑金星 丁开忠 刘辰 黄雄一 杜庆庆 周挺志 《低温与超导》 CAS 北大核心 2021年第6期20-24,共5页
主要研究68 kA高温超导电流引线的关键参数,首先,对盒式超导接头直流电阻、换热器优化和整体安全分析的方法进行研究,随后对引线进行低温性能实验,结果表明,接头直流电阻、换热器流量消耗、LOFA及Burnout时间等关键参数的计算结果与实... 主要研究68 kA高温超导电流引线的关键参数,首先,对盒式超导接头直流电阻、换热器优化和整体安全分析的方法进行研究,随后对引线进行低温性能实验,结果表明,接头直流电阻、换热器流量消耗、LOFA及Burnout时间等关键参数的计算结果与实验结果基本相符,本研究验证了关键参数计算及分析方法的准确性。 展开更多
关键词 高温超导电流引线 接头直流电阻 换热器 优化分析 失冷安全性
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基于挠性梁结构的电推进器推力测量方法研究
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作者 王洛麒 郑金星 +7 位作者 刘海洋 李飞 孟东东 陆玉东 杜宜凡 唐卓尧 吴涛 史佳明 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期91-101,共11页
电推进系统在空间任务中相比于传统化学燃料推进工作寿命更长、燃料消耗更低,在近年来备受关注。但基于可控核聚变思想研发的高功率霍尔效应电推进器,其推力很难测量,原因在于这些电推进器需要在高温环境下电离推进剂,所以工作时会产生... 电推进系统在空间任务中相比于传统化学燃料推进工作寿命更长、燃料消耗更低,在近年来备受关注。但基于可控核聚变思想研发的高功率霍尔效应电推进器,其推力很难测量,原因在于这些电推进器需要在高温环境下电离推进剂,所以工作时会产生高温等离子体羽流,导致传统推力测试方法无法准确测量其推力。推进器推力的准确测量直接关系到航天器姿态以及轨道保持的控制精度,因此必须在地面测试中准确地测量推力。本文设计并搭建了一套基于挠性梁结构的推力测量平台,可以在高温环境下测量电推进器产生的推力。实验结果表明,以可变比冲磁等离子体火箭为例,在中心磁场强度0.2 T、质量流率为20 mg·s-1的工况下,实时测得电推进器推力为266.5 mN,证明了测量平台的可行性,为后续电推进器推力测量实验提供参考。 展开更多
关键词 电推进器 可控核聚变 等离子体 挠性梁 推力测量
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磁等离子体推进器阳极半径对阳极功率沉降的影响
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作者 唐卓尧 郑金星 +7 位作者 刘海洋 陆玉东 杜宜凡 柯茂林 王洛麒 吴梅起 吴涛 史佳明 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期82-90,共9页
随着人类航天事业的发展,需要研发适用于不同空间任务的推进系统,与磁约束核聚变原理类似的磁等离子体动力推进器(MegnetoPlasmaDynamic Thruster,MPDT)在推力功率比和比冲方面具有优越性能。阳极功率沉降是MPDT运行过程中等离子体与壁... 随着人类航天事业的发展,需要研发适用于不同空间任务的推进系统,与磁约束核聚变原理类似的磁等离子体动力推进器(MegnetoPlasmaDynamic Thruster,MPDT)在推力功率比和比冲方面具有优越性能。阳极功率沉降是MPDT运行过程中等离子体与壁面相互作用的结果,占总功率的40%~90%,严重降低推进器效率。针对该问题,本文从阳极功率沉降的角度探究了阳极半径对推进器效率的影响。基于磁流体力学方程(MagnetoHydroDynamic,MHD),利用数值计算方法建立径向放电参数数值模型和阳极功率沉降物理模型,研究计算了阳极半径对放电参数和阳极功率沉降的影响规律,并建立热仿真模型对阳极水冷散热结构进行了热仿真。研究结果表明:增大阳极半径,电子密度及离子速度得到提高,阳极功率沉降增大,但阳极功率沉降分数降低,推进器效率得到提升。热仿真结果显示,水冷结构阳极在输入阳极功率沉降约为3 kW时,对应的阳极冷却水温差为5 K。本研究验证了阳极功率沉降物理模型的可靠性,并指出增大阳极半径是提升推进器效率的有效手段。 展开更多
关键词 磁等离子体推进器 阳极功率沉降 数值计算 热仿真 磁流体力学方程
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高效液相色谱法测定四季青中长梗冬青苷 被引量:4
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作者 蒋婷婷 郑金星 林雪志 《化学分析计量》 CAS 2021年第4期54-57,共4页
建立了高效液相色谱法测定四季青中长梗冬青苷含量的方法。采用C18色谱柱,蒸发光散射检测器,以甲醇–异丙醇(9:1)与水–异丙醇(9:1)为流动相梯度洗脱,流量为1.0 mL/min,柱温为30℃,气体流量为2.5 L/min,漂移管温度为50 ℃。长梗冬青苷... 建立了高效液相色谱法测定四季青中长梗冬青苷含量的方法。采用C18色谱柱,蒸发光散射检测器,以甲醇–异丙醇(9:1)与水–异丙醇(9:1)为流动相梯度洗脱,流量为1.0 mL/min,柱温为30℃,气体流量为2.5 L/min,漂移管温度为50 ℃。长梗冬青苷的质量在0.16~16 μg范围内线性关系良好,线性相关系数为0.999 9,检出限为0.016 mg/mL。样品的加标回收率为96.25%~98.89%,测定结果的相对标准偏差为0.30%~3.56% (n=6)。该方法简便、准确、灵敏度高、重现性好,且满足药典要求,可用于四季青中长梗冬青苷的含量测定。 展开更多
关键词 高效液相色谱法 蒸发光散射检测器 四季青 长根冬青苷
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Study of Quintic Spline Interpolation and Generated Velocity Profile for High Speed Machining 被引量:1
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作者 zheng jinxing ZHANG Mingjun MENG Qingxin 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第S2期507-512,共6页
Modern high speed machining(HSM)machine tools often operates at high speed and high feedrate with high ac-celerations,in order to deliver the rapid feed motion.This paper presents an interpolation algorithm to generat... Modern high speed machining(HSM)machine tools often operates at high speed and high feedrate with high ac-celerations,in order to deliver the rapid feed motion.This paper presents an interpolation algorithm to generate continuous quintic spline toolpaths,with a constant travel increment at each step,while the smoother accelerations and jerks of two-order curve are obtained.Then an approach for reducing the feedrate fluctuation in high speed spline interpolation is presented.The presented ap-proach has been validated to quickly,reliably and effective with the simulation. 展开更多
关键词 quintic spline quadric jerks profiling interpolation algorithms
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