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基于周期微小激励的引力波探测航天器质心辨识
1
作者 王子鸣 黎明 +3 位作者 姚金铭 齐超群 张慧博 张浩 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第3期120-130,共11页
受燃料消耗与结构热变形等因素的影响,空间引力波探测航天器的质量分布会发生变化,质心位置也会发生偏移,严重影响引力波探测精度。面向空间引力波探测航天器高精度质心测量的需求,提出一种基于周期性微小激励的航天器质心辨识方法。首... 受燃料消耗与结构热变形等因素的影响,空间引力波探测航天器的质量分布会发生变化,质心位置也会发生偏移,严重影响引力波探测精度。面向空间引力波探测航天器高精度质心测量的需求,提出一种基于周期性微小激励的航天器质心辨识方法。首先,构建了考虑空间非保守力、重力梯度力及推力器噪声影响的航天器动力学模型。然后,开展了基于空间惯性传感器与星敏感器测量数据的惯性张量辨识及基于推力器周期性微小激励输入方法研究,提出了基于周期微小激励与卡尔曼滤波理论的质心辨识方法。最后,进行了不同周期激励下的仿真模拟验证。仿真结果表明,在三角波形的力矩下,提出的方法能够在2.2×10^(-5)rad极小角度机动下实现2.14×10^(-6)m的高精度质心辨识,从而降低星间链路重建成本,为维持空间引力波探测精度提供了技术途径。 展开更多
关键词 质心辨识 引力波探测航天器 周期微小激励 空间非保守力 卡尔曼滤波
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航天发动机智能定位极性测试系统设计
2
作者 任仲强 贺雷 +4 位作者 张红霞 马兵兵 曹建忠 刘坤 张建培 《计算机测量与控制》 2025年第10期15-22,110,共9页
针对传统航天发动机装配极性测试中存在工作效率低、易出错、数据可追溯性差,以及极性不一致的隐患等问题,设计了一种智能定位极性测试仪系统;系统采用霍尔传感器采集电磁阀电场,微压传感器采集喷管出口压力,采样电阻采集回路电流等关... 针对传统航天发动机装配极性测试中存在工作效率低、易出错、数据可追溯性差,以及极性不一致的隐患等问题,设计了一种智能定位极性测试仪系统;系统采用霍尔传感器采集电磁阀电场,微压传感器采集喷管出口压力,采样电阻采集回路电流等关键技术,通过航天发动机智能定位极性测试软件实现数据一致性判读,确保发动机安装极性正确、提高测试性能、降低维护成本、优化设计和促进技术发展,为航天器高频发射提供了有力保障。 展开更多
关键词 发动机 极性 霍尔传感器 微压传感器 智能定位
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基于多尺度ViT的航天器微损伤智能检测
3
作者 马勇利 韩阅 《航天器环境工程》 2025年第5期537-548,共12页
针对航天器表面缺陷检测技术在尺度建模、特征对齐及环境适应性方面的不足,文章提出一种新的航天器表面微损伤检测方法:基于双分支多尺度Vision Transformer(ViT)架构提取全局环境特征与局部高分辨率细节特征,结合显著性引导融合模块(SG... 针对航天器表面缺陷检测技术在尺度建模、特征对齐及环境适应性方面的不足,文章提出一种新的航天器表面微损伤检测方法:基于双分支多尺度Vision Transformer(ViT)架构提取全局环境特征与局部高分辨率细节特征,结合显著性引导融合模块(SGFM)动态聚集关键区域,以增强微小损伤的检测精度。利用Spacecraft-DS数据集进行聚焦金属壳体表面杂质与划痕的检测,并采用端到端训练框架评估,结果表明:相较于YOLO-V8与DETR等模型,该方法的APall、Recall和F1等指标值最高提升2.2%,推理速度达25 FPS,尤其在小尺寸损伤识别与复杂背景抑制方面表现突出,解决了传统CNN感受野局限与ViT尺度适应不足的问题。研究成果可为空间站巡检、卫星劣化分析等任务提供高效技术支持。 展开更多
关键词 航天器表面微损伤 智能检测 双分支多尺度ViT 语义门控特征融合 小目标检测 航天器健康管理
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空间近场监测占优星簇构型设计与评估
4
作者 贺波勇 陈大可 朱俊 《航天工程大学学报》 2025年第2期17-23,共7页
地基空间碎片监测系统往往难以完全监测10cm以下尺寸的空间碎片,利用微纳卫星星簇对地球轨道航天器近场百千米范围空间碎片监测成为空间资产安全状态监测新的发展趋势。利用正二十面体对地球轨道航天器近场碎片预警球面等分方法,提出了... 地基空间碎片监测系统往往难以完全监测10cm以下尺寸的空间碎片,利用微纳卫星星簇对地球轨道航天器近场百千米范围空间碎片监测成为空间资产安全状态监测新的发展趋势。利用正二十面体对地球轨道航天器近场碎片预警球面等分方法,提出了星簇构型评价指标;根据近场监测微纳卫星视场角约束,设计了几种不同性能的对称星簇构型。算例展示了一种几乎100%覆盖的星簇占优构型,表明了方法的有效性,为地球轨道航天器近场空间碎片安全监测的微纳卫星星簇构型设计和评价提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 航天器 空间碎片 星簇 近场监测 微纳卫星 占优策略
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微型航天器模块化设计及其关键技术研究 被引量：10
5
作者 孙杰 孙兆伟 赵阳 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1908-1911,共4页
针对微型航天器柔性化设计问题,通过对国外微小卫星研制技术的分析,突破了传统的按分系统进行卫星设计的模式,提出了面向微型航天器族的微型航天器的模块化设计及其关键技术.该技术的提出对促进我国微小卫星的发展以及全面提高我国卫星... 针对微型航天器柔性化设计问题,通过对国外微小卫星研制技术的分析,突破了传统的按分系统进行卫星设计的模式,提出了面向微型航天器族的微型航天器的模块化设计及其关键技术.该技术的提出对促进我国微小卫星的发展以及全面提高我国卫星总体研制技术水平具有一定的指导意义. 展开更多
关键词 微型航天器族 微型航天器 模块化 功能模块
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应用热电制冷器的微型航天器主动温度控制及仿真 被引量：10
6
作者 李运泽 魏传锋 +1 位作者 袁领双 王浚 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期149-152,共4页
为了改善微型航天器的温度控制效果,介绍了一种应用热电制冷器的主动温度控制系统,建立了这种温度控制系统受控对象及辐射器温度变化的动态特性模型,并对受控对象内部热源功率发生变化时的温度控制效果进行了仿真分析。仿真结果表明:热... 为了改善微型航天器的温度控制效果,介绍了一种应用热电制冷器的主动温度控制系统,建立了这种温度控制系统受控对象及辐射器温度变化的动态特性模型,并对受控对象内部热源功率发生变化时的温度控制效果进行了仿真分析。仿真结果表明:热电制冷器和PI控制器相结合可以简便有效地完成微型航天器内部电子设备的温度控制任务,动态特性模型为这种温度控制系统的优化设计提供了简便的数学模型。 展开更多
关键词 热电制冷器 微型航天器 主动温度控制
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微小航天器单相流体回路自主热控地面实验研究 被引量：11
7
作者 刘东晓 李运泽 +2 位作者 李淼 李明敏 李运华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期392-398,共7页
单相流体回路是解决微小航天器热控问题的一种重要手段,但是由于其内热源功率密度高、轨道热环境变化复杂,要求其具有高度自适应控制能力。为满足开展微小航天器单相流体回路自主热控研究的需要,提出了一种单相流体回路核心部件-微机械... 单相流体回路是解决微小航天器热控问题的一种重要手段,但是由于其内热源功率密度高、轨道热环境变化复杂,要求其具有高度自适应控制能力。为满足开展微小航天器单相流体回路自主热控研究的需要,提出了一种单相流体回路核心部件-微机械泵的PWM控制策略及实现算法,设计并搭建了其地面等效模拟实验装置,实现了该单相流体回路包括微机械泵驱动电压-压差输入输出关系、热源载荷变化及微机械泵转速变化的开环动态特性实验研究,并在此基础上完成了所提出的单相流体回路自主控制方法控制效果的地面等效模拟实验研究,达到±0.5℃以内的自主控温效果。该控制策略除了可以实现高精度自主控温以外,由于机械泵功耗基本上与热载荷成正比,还可以减少热控系统运行能耗,因而在能量供应有限的微小航天器上具有广阔应用前景。 展开更多
关键词 微小航天器 单相流体回路 热控系统 自主控制
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一种基于黏性流体介质的微振动隔振器机理研究 被引量：6
8
作者 王杰 赵寿根 +1 位作者 吴大方 罗敏 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期237-247,共11页
隔振是一种航天器振动控制的重要方法,隔振器内部机理的理论研究是设计隔振器的重要基础。针对航天新型黏性流体微振动隔振器内部阻尼部件,基于其工作原理和变形模式,提出一种理论分析模型。利用固体、流体力学基本原理对其阻尼产生机... 隔振是一种航天器振动控制的重要方法,隔振器内部机理的理论研究是设计隔振器的重要基础。针对航天新型黏性流体微振动隔振器内部阻尼部件,基于其工作原理和变形模式,提出一种理论分析模型。利用固体、流体力学基本原理对其阻尼产生机理及刚度特性进行推导,得到阻尼特性参数和刚度特性参数的理论表达式,并建立了由物理设计参数所表示的振动参数块模型。应用机械阻抗等效理论将隔振器五参数模型转化为便于分析的三参数模型,得到了隔振器的性能目标参数。采用单一变量法分析和研究了隔振器性能目标参数随各设计参数的变化规律,并进行了实验验证。所提的分析理论和方法可为该类型黏性流体微振动隔振器的设计及工程应用提供理论依据和参考。 展开更多
关键词 航天器 微振动隔振器 隔振机理 机械阻抗 参数化研究
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一种航天器微小相机的视场覆盖增强方法 被引量：5
9
作者 陈丽平 顾征 +3 位作者 郑燕红 李铁映 金晟毅 孙冠杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期209-216,共8页
随着航天器的组成及任务形式逐渐复杂,越来越多的航天器通过配置微小相机在轨实现关键目标及其动作过程的可视化遥测。针对航天器微小相机视场覆盖问题,建立了一种基于微小相机矩形视场的三维有向感知模型,可通过调整视场的俯仰角、偏... 随着航天器的组成及任务形式逐渐复杂,越来越多的航天器通过配置微小相机在轨实现关键目标及其动作过程的可视化遥测。针对航天器微小相机视场覆盖问题,建立了一种基于微小相机矩形视场的三维有向感知模型,可通过调整视场的俯仰角、偏航角和滚动角改变微小相机的感知方向及视场覆盖区域,同时制定了空间点覆盖判定准则,然后采用遗传算法优化相机安装位置及其视场的俯仰角、偏航角和滚动角实现目标运动空间区域的覆盖增强,并将其应用到月面采样空间区域的视场覆盖优化过程,仿真结果表明该方法能够有效提高微小相机视场对目标运动空间区域的覆盖率。 展开更多
关键词 航天器微小相机 覆盖增强 有向感知模型 遗传算法
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航天器微振动信号的地面测试方法 被引量：11
10
作者 李宁 韩晓健 李俊慧 《航天器环境工程》 2011年第1期67-71,共5页
文章从现阶段航天器故障诊断的测试需求出发,分析了航天器常见微振动信号的来源和特征,阐述了航天器微振动信号的地面测试方法,并对该方法的准确性进行了校验。最后将该方法应用于实际的型号测试中,取得了较好的效果。
关键词 微振动 航天器结构 测量方法
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航天器微振动稳态时域响应分析方法 被引量：9
11
作者 邹元杰 王泽宇 +1 位作者 张志娟 葛东明 《航天器工程》 2012年第6期37-42,共6页
由于航天器在轨工作时处于无约束状态,采用传统的时程积分法分析微振动响应会受到刚体"漂移"和弹性体瞬态效应的影响,难以获得满足实际工程需要的分析结果。文章提出了基于复频理论的航天器稳态时域响应分析方法,介绍了该方... 由于航天器在轨工作时处于无约束状态,采用传统的时程积分法分析微振动响应会受到刚体"漂移"和弹性体瞬态效应的影响,难以获得满足实际工程需要的分析结果。文章提出了基于复频理论的航天器稳态时域响应分析方法,介绍了该方法的实现途径,并应用于某航天器微振动问题。研究结果表明:该方法对于航天器在谐波形式干扰源作用下的微振动时域响应计算,可以完全消除刚体"漂移"和弹性体瞬态效应的影响,直接获得稳态时域响应。 展开更多
关键词 航天器 微振动 稳态 时域 复频理论
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迭代扩展卡尔曼滤波在相对姿态估计中的应用 被引量：3
12
作者 李建锋 张慧星 闫美辰 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2012年第6期48-52,共5页
在航天器相对姿态测量过程中,由于基于单帧图像的相对姿态测量方法受噪声影响比较大,相对距离较远时,测量的稳定性较差,因此提出采用迭代扩展卡尔曼滤波进行相对姿态估计的方法。首先对卡尔曼滤波进行概述,然后建立基于迭代扩展卡尔曼... 在航天器相对姿态测量过程中,由于基于单帧图像的相对姿态测量方法受噪声影响比较大,相对距离较远时,测量的稳定性较差,因此提出采用迭代扩展卡尔曼滤波进行相对姿态估计的方法。首先对卡尔曼滤波进行概述,然后建立基于迭代扩展卡尔曼滤波的航天器间的3D位置和姿态估计系统模型及观测模型,确定系统及测量噪声模型,给出运用卡尔曼滤波方法解决姿态估计问题的具体方法及详细过程,最后通过仿真数据和实测数据对该方法的正确性、可行性进行了验证。 展开更多
关键词 分布式微型航天器 相对姿态估计 迭代扩展卡尔曼滤波
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微小型航天器寿命周期内的虚拟航天器技术 被引量：1
13
作者 李晖 孙兆伟 张世杰 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第18期4902-4906,4922,共6页
提出了一种基于虚拟航天器进行微小型航天器设计与研制的新手段和新模式。虚拟航天器是航天器多学科主要关键特性的集成化数学模型,利用虚拟航天器能够实现航天器设计方案优选、虚拟环模试验及在轨飞行任务仿真和评估等操作,为微小型航... 提出了一种基于虚拟航天器进行微小型航天器设计与研制的新手段和新模式。虚拟航天器是航天器多学科主要关键特性的集成化数学模型,利用虚拟航天器能够实现航天器设计方案优选、虚拟环模试验及在轨飞行任务仿真和评估等操作,为微小型航天器数字化设计与并行研制提供了必要的技术手段。总结分析了虚拟航天器设计与仿真的关键技术,并建立了虚拟航天器原型系统,对本文研究内容进行验证。创新性研究成果对于我国微小型航天器技术的进步和跨越式发展具有积极的推动作用。 展开更多
关键词 微小型航天器 系统仿真 虚拟航天器 虚拟试验 飞行任务评估
原文传递
用于航天器微振动分析的扰源解耦加载方法 被引量：4
14
作者 邹元杰 王泽宇 葛东明 《航天器工程》 北大核心 2016年第4期40-47,共8页
微振动源与航天器主结构之间存在耦合作用,其建模与加载方法直接影响系统级微振动分析结果。文章通过理论推导和证明,提出了一种新的微振动源精确解耦加载方法,使扰源的加载处理不受微振动源与航天器主结构耦合作用的影响,实现了扰动外... 微振动源与航天器主结构之间存在耦合作用,其建模与加载方法直接影响系统级微振动分析结果。文章通过理论推导和证明,提出了一种新的微振动源精确解耦加载方法,使扰源的加载处理不受微振动源与航天器主结构耦合作用的影响,实现了扰动外载荷与航天器结构的解耦,所获取的微振动响应与系统级耦合分析结果完全相同。理论研究和数值算例表明:此方法避免了微振动源与航天器主结构的耦合分析,结果准确可靠,适用于动量轮、控制力矩陀螺等常见的扰源加载,且易于工程实施。 展开更多
关键词 航天器 微振动 扰源 解耦加载
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高精度航天器微振动力学环境分析 被引量：48
15
作者 张振华 杨雷 庞世伟 《航天器环境工程》 2009年第6期528-534,498,共7页
高精度航天器由于其指向精度和分辨率水平极高,需要考虑微振动的影响。文章给出了微振动的定义,分析了微振动特性、国外研究现状、建模特点及方法,总结归纳了高精度航天器星体内部的主要扰动源。给出了反作用轮、斯特林低温制冷器、星... 高精度航天器由于其指向精度和分辨率水平极高,需要考虑微振动的影响。文章给出了微振动的定义,分析了微振动特性、国外研究现状、建模特点及方法,总结归纳了高精度航天器星体内部的主要扰动源。给出了反作用轮、斯特林低温制冷器、星载敏感器以及太阳翼等典型扰动源扰动的时域或频域模型及微振动隔离模型,并进行了相应的仿真,从系统层面评估了微振动对高精度航天器性能的影响,可供高精度航天器设计时参考。 展开更多
关键词 高精度航天器 微振动 反作用轮组 动静不平衡 斯特林低温制冷器 敏感器 太阳翼 热颤振 功率谱密度
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基于UPF滤波的微小航天器姿态矩阵估计方法 被引量：2
16
作者 王晨 房建成 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期28-34,共7页
针对基于惯性-星光姿态确定系统噪声存在非高斯分布的情况,提出了将离散粒子滤波(UPF)方法应用于定姿系统滤波器设计,该方法用离散卡尔曼滤波(UKF)得到粒子滤波的重要采样函数,从而克服扩展卡尔曼滤波(EKF)和UKF只能应用到噪声为高斯分... 针对基于惯性-星光姿态确定系统噪声存在非高斯分布的情况,提出了将离散粒子滤波(UPF)方法应用于定姿系统滤波器设计,该方法用离散卡尔曼滤波(UKF)得到粒子滤波的重要采样函数,从而克服扩展卡尔曼滤波(EKF)和UKF只能应用到噪声为高斯分布的不足。文章以微机电系统(MEMS)陀螺和互补性金属氧化物半导体有源像素图像传感器(CMOS APS)星敏感器为姿态敏感器件,选取基于矢量观测的最小参数姿态矩阵估计方法为定姿算法,提出将UPF与最小参数姿态矩阵估计方法结合,设计了一种针对微小航天器的UPF姿态估计器,采用从MEMS陀螺采集的数据进行了半物理仿真并对其特性进行了分析与比较。仿真比较结果表明:在敏感器精度较差并且系统噪声非高斯分布的情况下,这种基于UPF的姿态估计方法可以取得比EKF和UKF更快的滤波收敛性和更好的滤波精度,有效地提高了定姿性能。 展开更多
关键词 离散粒子滤波 最小参数姿态矩阵姿态确定 半物理仿真微小航天器
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载人航天器密封舱内火灾流场特性数值研究 被引量：6
17
作者 赵建贺 王冉 +2 位作者 俞进 石泳 赵新攀 《航天器环境工程》 2013年第6期610-615,共6页
为获得微重力环境下载人航天器密封舱内火灾发生时的流场分布规律,建立简化的密封舱模型,利用FDS软件对不同火源位置、通风场景下的火灾进行了数值仿真,得到了烟气温度、浓度分布规律。仿真结果可为密封舱内火灾探测器的合理安装布局提... 为获得微重力环境下载人航天器密封舱内火灾发生时的流场分布规律,建立简化的密封舱模型,利用FDS软件对不同火源位置、通风场景下的火灾进行了数值仿真,得到了烟气温度、浓度分布规律。仿真结果可为密封舱内火灾探测器的合理安装布局提供参考。 展开更多
关键词 载人航天器 密封舱 微重力 火灾 流场 仿真研究
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航天器微振动工装动力学特性仿真分析与试验验证 被引量：4
18
作者 高海洋 王栋 +3 位作者 李栋 刘明辉 韩晓健 樊世超 《航天器环境工程》 2019年第3期252-256,共5页
微振动试验中为了模拟航天器的在轨自由边界,需要建立具备大承载低刚度的试验工装。文章提出一种简化的航天器与微振动工装组合体模型,引入考虑初始变形的模态分析理论对组合体模态频率特性进行仿真分析,并将某型号卫星微振动试验工装... 微振动试验中为了模拟航天器的在轨自由边界,需要建立具备大承载低刚度的试验工装。文章提出一种简化的航天器与微振动工装组合体模型,引入考虑初始变形的模态分析理论对组合体模态频率特性进行仿真分析,并将某型号卫星微振动试验工装设计指标与试验测试指标进行对比。结果表明:用简化后的组合体模型计算得到的准刚体模态频率与实测值相近,简化模型提供的第六阶频率计算误差仅为0.3%,从而验证了分析模型与校核方法的有效性。 展开更多
关键词 航天器 微振动试验 工装设计 仿真分析 试验验证
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航天器在轨微振动测量单元设计及地面标定技术 被引量：4
19
作者 杨金禄 孙永进 +1 位作者 赵振昊 霍红庆 《航天器环境工程》 2016年第6期680-685,共6页
针对航天器在轨微振动环境测量,文章分析了微振动的来源及其对空间科学实验和对地成像载荷的影响,设计了典型微振动测量单元,提出了微振动测量单元标度因数和偏值的地面标定方法,利用精测设备进行了地面测试验证,结果表明微振动测量单... 针对航天器在轨微振动环境测量,文章分析了微振动的来源及其对空间科学实验和对地成像载荷的影响,设计了典型微振动测量单元,提出了微振动测量单元标度因数和偏值的地面标定方法,利用精测设备进行了地面测试验证,结果表明微振动测量单元各轴测量误差小于5×10^(-3)g0,验证了微振动测量单元的设计和地面标定方法的正确性。 展开更多
关键词 航天器 微振动 测量 标度因数 偏值 地面标定
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航天器微振动环境分析与测量技术发展 被引量：22
20
作者 赵伟 《航天器环境工程》 2006年第4期210-214,共5页
文章分析了航天器在轨运行时出现的准稳态加速度、瞬变加速度、振动加速度的来源及对航天器产生的影响。介绍了美国、欧空局及我国的航天器微振动测试技术现状。并就Olympus卫星、Oicets卫星和我国“神舟”号飞船的情况,深入讨论了微振... 文章分析了航天器在轨运行时出现的准稳态加速度、瞬变加速度、振动加速度的来源及对航天器产生的影响。介绍了美国、欧空局及我国的航天器微振动测试技术现状。并就Olympus卫星、Oicets卫星和我国“神舟”号飞船的情况,深入讨论了微振动测试的方法与结果。 展开更多
关键词 航天器 振动环境 分析与测量 振动加速度 振动测试 卫星 技术现状 变加速度 准稳态 运行时 欧空局 神舟 美国 飞船 方法
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