复杂航天器总装过程技术状态控制方法及实践

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作者 曹瑞强 赵越阳 +3 位作者 黄俊 张杨 潘艳华 舒燕 《航天器工程》 北大核心 2025年第4期126-132,共7页

基于大型复杂航天器总装工作难点分析,文章对总装过程技术状态控制提出了一种创新性的解决方案,即清单式全面识别技术状态控制对象、动静结合式技术状态跟踪机制以及基于多媒体记录的比对式确认方法,同时给出了为之同步开发的数字化系... 基于大型复杂航天器总装工作难点分析,文章对总装过程技术状态控制提出了一种创新性的解决方案,即清单式全面识别技术状态控制对象、动静结合式技术状态跟踪机制以及基于多媒体记录的比对式确认方法,同时给出了为之同步开发的数字化系统应用流程。该方法通过在嫦娥五号及嫦娥六号探测器的工程实践应用,并结合数字化工具的开发,实现了对总装过程技术状态的精准控制和高效管理。结果表明:该方法在解决大型复杂航天器总装过程中技术状态控制难题方面具有重要的应用价值,可以应用于后续航天器特别是大型复杂航天器总装工作工程实践。 展开更多

关键词 大型复杂航天器 总装过程 技术状态控制 动静结合表格 多媒体比对

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大型复杂航天器在轨动力学关键技术与工程实践

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作者 陈余军 邓明乐 +6 位作者 李峰 刘绍奎 董富祥 庞世伟 季袁冬 李友遐 周志成 《中国工程科学》 北大核心 2025年第6期242-260,共19页

随着航天重大工程的深入实施,大型复杂航天器呈现规模更大、性能更高、多载荷融合的发展趋势,涉及的在轨动力学问题更为复杂。在此背景下,本文面向大型复杂航天器动力学领域,系统梳理和总结了研究团队在“十三五”“十四五”时期的相应... 随着航天重大工程的深入实施,大型复杂航天器呈现规模更大、性能更高、多载荷融合的发展趋势,涉及的在轨动力学问题更为复杂。在此背景下,本文面向大型复杂航天器动力学领域,系统梳理和总结了研究团队在“十三五”“十四五”时期的相应技术攻关与工程实践进展:以大尺寸可展开天线、激光通信终端、大型光学相机等典型载荷的工程应用需求为牵引,针对相关类型航天器的复杂结构在轨动力学行为预示、有效载荷受复杂在轨环境扰动时的稳定工作评估等问题,攻关了大口径环形天线柔性动力学非线性建模与降阶、大尺寸空间结构在轨展开动力学精确建模与高效仿真、多扰动源对高精高稳载荷的微振动评估、刚-液-柔耦合动力学建模与仿真、系统级热变形建模与仿真等关键技术;自主开发了大型复杂航天器动力学集成仿真软件。上述成果成功应用于大尺寸可展开天线类、高分辨率光学遥感类、星间激光通信类卫星的工程研制,顺利通过了地面试验和在轨飞行验证。进一步,把握当前大型复杂航天器工程研制、未来新型航天器研发等需求,展望了总体设计、动力学与控制、验证及预测等方面的技术研究方向。相关内容可为指导航天器设计与在轨使用、解决未来复杂航天巨系统中的动力学难题等提供参考。 展开更多

关键词 大型复杂航天器 在轨动力学 大尺寸可展开天线 高精高稳载荷

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基于模型的复杂航天电子载荷系统工程技术方法

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作者 赵晓虎 孙杰 +1 位作者 吴慧伦 柴霖 《电讯技术》 北大核心 2025年第3期385-391,共7页

针对新型复杂航天电子载荷需求多、实现功能多、新技术应用多、在轨持续演进等特点,提出了一套数字化系统工程方法,通过数字化需求分解管理、数字化系统设计、数字化协同设计、数实结合天地一体确认,贯穿系统需求分析、设计研制、在轨... 针对新型复杂航天电子载荷需求多、实现功能多、新技术应用多、在轨持续演进等特点,提出了一套数字化系统工程方法,通过数字化需求分解管理、数字化系统设计、数字化协同设计、数实结合天地一体确认,贯穿系统需求分析、设计研制、在轨运行、演进升级全生命周期,实现全过程数字赋能,有效提升系统研发效率和质量。在实际工程项目中应用该方法,将系统架构设计确认时间从预计的3年缩减至数月,失效率下降20%,维修时间缩短74%。 展开更多

关键词 航天电子载荷 复杂系统 系统工程 数字化协同设计

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面向复杂曲面的激光超声机器人检测系统

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作者 丁雷 戴磊 +10 位作者 耿开胜 沈鹏 赵芮 徐丽霞 刘丽霞 陈栋康康 杨耀东 颜学俊 钱斯文 卢明辉 陈延峰 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第4期819-824,851,共7页

针对可重复使用航天器复杂承力结构的无损检测(non-destructive testing,简称NDT)需求,传统检测方法存在检测效率低、适应性差等问题,提出了一种基于激光超声的机器人智能检测系统。该系统由结构光相机、六轴机械臂和激光超声设备组成,... 针对可重复使用航天器复杂承力结构的无损检测(non-destructive testing,简称NDT)需求,传统检测方法存在检测效率低、适应性差等问题,提出了一种基于激光超声的机器人智能检测系统。该系统由结构光相机、六轴机械臂和激光超声设备组成,具备大视场快速扫描及缺陷三维重构能力,并融合非接触式激光激励与探测技术,结合自动化路径规划与成像算法,可实现对复杂曲面结构的高精度缺陷检测。实验结果表明:系统能够有效识别铝合金试样中直径为0.5~10 mm范围的内部预埋缺陷;准确检测缩比舱曲面结构中不同位置和大小的缺陷,以及某型号舱体关键承力部位的人工缺陷与真实裂纹,且成像结果与缺陷的实际尺寸和空间位置高度一致。与现有技术相比,该系统通过非接触测量、高适应性路径规划和高效成像算法,显著提升了对复杂曲面结构的检测效率与精度,为航天器承力结构的在役无损检测提供了一种可靠且高效的解决方案。 展开更多

关键词 激光超声机器人 复杂曲面 无损检测 航天器承力结构

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一种组合体航天器帆板的光照遮挡计算新方法 被引量：6

5

作者 黄岸毅 宝音 李俊峰 《载人航天》 CSCD 2013年第5期1-5,共5页

提出了一种新的太阳帆板遮挡计算方法,用于组合体航天器的能量平衡分析与计算。根据航天器轴线与帆板转轴垂直的几何关系,将其沿轴线离散化为若干平面的集合,将所分析的帆板离散化为点集,判断离散点沿太阳矢量逆向是否经过离散的舱体平... 提出了一种新的太阳帆板遮挡计算方法,用于组合体航天器的能量平衡分析与计算。根据航天器轴线与帆板转轴垂直的几何关系,将其沿轴线离散化为若干平面的集合,将所分析的帆板离散化为点集,判断离散点沿太阳矢量逆向是否经过离散的舱体平面或其它帆板平面,以此确定遮挡关系。通过仿真计算得到不同入射太阳方向下某组合体对应的遮挡区域,结果表明,新方法适用于轴对称形状组合体航天器的帆板遮挡分析。 展开更多

关键词 组合体航天器 太阳帆板 遮挡 发电能力计算

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复杂航天器虚拟样机模型描述与集成 被引量：5

6

作者 朱雨童 王江云 韩亮 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期2363-2368,共6页

为实现复杂航天器虚拟样机模型中机械连接及信号连接下异构模型的描述与集成,提出按模型间连接方式分类描述复杂航天器模型的方法,建立了航天器动力学特性及星上系统特性模型的描述规范。设计了相应的模型集成方法,支持模型的分类描述,... 为实现复杂航天器虚拟样机模型中机械连接及信号连接下异构模型的描述与集成,提出按模型间连接方式分类描述复杂航天器模型的方法,建立了航天器动力学特性及星上系统特性模型的描述规范。设计了相应的模型集成方法,支持模型的分类描述,提高了仿真精度。通过动力学方程组集实现机械连接约束的动力学模型集成,并通过量化状态积分完成信号连接联系的各连续系统模型离散。通过仿真调度引擎协同量化状态离散后的连续系统模型及离散系统模型,避免了仿真过程中由数据交互引入的误差,保持了仿真模型的模块化结构。根据所提的模型描述方法和模型集成方法开发了复杂航天器虚拟样机建模仿真平台,对模型集成方法的有效性进行了仿真验证。 展开更多

关键词 复杂航天器 虚拟样机 模型 描述 集成

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多学科设计优化研究进展 被引量：21

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作者 王奕首 史彦军 滕弘飞 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期751-756,共6页

多学科设计优化是一种基于学科分析和优化的集成的系统设计方法论,是解决航天器设计等复杂工程系统问题的有效手段。综述了多学科设计优化的研究进展及其在航天器设计中的应用。重点介绍了系统数学建模、分解与组织技术及多学科设计优... 多学科设计优化是一种基于学科分析和优化的集成的系统设计方法论,是解决航天器设计等复杂工程系统问题的有效手段。综述了多学科设计优化的研究进展及其在航天器设计中的应用。重点介绍了系统数学建模、分解与组织技术及多学科设计优化算法等关键技术,讨论了多学科设计优化目前存在的问题和发展趋势。 展开更多

关键词 多学科设计优化 关键技术 复杂工程系统 航天器设计

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面向复杂航天器控制应用的模糊动态特征建模与控制 被引量：4

8

作者 罗熊 孙增圻 颜时雨 《空间控制技术与应用》 2010年第3期1-6,13,共7页

复杂航天器控制方法的研究是目前航天领域内的一个重要问题,为实现此类对象的高效控制,必须建立面向控制应用的系统模型.当前的系统建模方法在描述系统复杂特性方面,仍有一些不足.在综合比较面向复杂航天器的3类典型建模方法的基础上,... 复杂航天器控制方法的研究是目前航天领域内的一个重要问题,为实现此类对象的高效控制,必须建立面向控制应用的系统模型.当前的系统建模方法在描述系统复杂特性方面,仍有一些不足.在综合比较面向复杂航天器的3类典型建模方法的基础上,通过将其中两类典型方法有机结合,设计和提出了一类新颖的描述复杂非线性系统的建模方法. 展开更多

关键词 复杂航天器 模糊建模 特征建模

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平面遮挡分析法及其在航天器气动力矩分析中的应用 被引量：1

9

作者 王开强 李京涛 张柏楠 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期381-387,共7页

针对空间站等复杂构型航天器迎流面积和气动力矩的快速分析问题,提出一种平面遮挡分析法。该方法在与迎流垂直的方向上,选定一个二维投影平面进行航天器组成单元的划分和二维外形信息的定义;通过标志符、差值函数及相关的单元外形边界... 针对空间站等复杂构型航天器迎流面积和气动力矩的快速分析问题,提出一种平面遮挡分析法。该方法在与迎流垂直的方向上,选定一个二维投影平面进行航天器组成单元的划分和二维外形信息的定义;通过标志符、差值函数及相关的单元外形边界搜索规则定义和操作,实现迎流面积和遮挡面积的计算。平面遮挡分析法减少了遮挡分析所需使用的航天器外形信息维度,可以提高遮挡分析的效率。然后给出基于该平面遮挡分析法对迎流面积和压心位置进行计算的数学模型,对使用的气动力矩分析模型进行说明。以一个非对称构型的空间站为例,对相应的迎流面积和气动力矩进行仿真计算和对比验证。结果表明,平面遮挡分析法具有较为明显的计算时间优势,同时具备较高的计算精度。 展开更多

关键词 平面遮挡分析法 气动力矩 迎流面积 复杂构型航天器

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航天器尾喷焰等离子体Al_2O_3粒子的光散射特性 被引量：2

10

作者 马保科 郭立新 常红芳 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期90-96,共7页

基于Mie散射理论和方法,研究了航天器尾喷焰等离子体中Al2O3粒子的光学散射特性,分析了复折射率对单个Al2O3粒子消光效率因子、散射效率因子、吸收效率因子、散射相函数以及单次反照率的影响。同时,基于多分散系粒子尺度单峰分布,分析了... 基于Mie散射理论和方法,研究了航天器尾喷焰等离子体中Al2O3粒子的光学散射特性,分析了复折射率对单个Al2O3粒子消光效率因子、散射效率因子、吸收效率因子、散射相函数以及单次反照率的影响。同时,基于多分散系粒子尺度单峰分布,分析了Al2O3粒子按粒径分布后散射场的有关效应因子及散射相函数的变化,并进行了相应的数值模拟。理论和数值模拟研究表明,航天器尾喷焰等离子体Al2O3粒子复折射率的虚部和实部、粒径的大小与分布对其散射相函数、消光和散射效率因子以及单次反照率均有明显的影响。 展开更多

关键词 MIE散射理论 航天器喷焰等离子体 粒子散射 复折射率

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利用并行八叉树划分技术开展复杂构型航天器放气污染分析研究 被引量：3

11

作者 焦子龙 姜利祥 +2 位作者 黄建国 孙继鹏 朱云飞 《航天器环境工程》 2016年第6期601-605,共5页

放气污染对航天器造成的有害影响需要定量评估。放气产物分子的输运过程可以采用Monte-Carlo方法模拟,并用射线表示放气分子输运轨迹。如此一来,即转换为射线追踪问题。由于航天器构型复杂,射线追踪的计算很耗时,所以有必要研究其加速... 放气污染对航天器造成的有害影响需要定量评估。放气产物分子的输运过程可以采用Monte-Carlo方法模拟,并用射线表示放气分子输运轨迹。如此一来,即转换为射线追踪问题。由于航天器构型复杂,射线追踪的计算很耗时,所以有必要研究其加速算法。文章将复杂构型航天器表面用三角形非结构网格表示,利用八叉树划分技术开展分子运动轨迹与表面相交的加速模拟计算。同时,在基于共享内存多核计算平台,利用OpenMPAPI软件实现了计算的并行化。该方法在对空间站的实例计算中显著提高了运算速度,并对空间站的污染情况进行了初步评价分析。 展开更多

关键词 航天器 放气污染 模拟计算 复杂构型 八叉树 并行计算

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国外航天发射场的发展趋势 被引量：4

12

作者 曹金霞 丁士民 《飞行器测控学报》 2006年第5期1-8,共8页

简要介绍了影响航天发射场建设与发展的主要因素,以及国外航天发射场在发射场管理、发射技术发展、发射场改造与现代化、发射场发展远景设想等方面的情况,从军事需求、国际合作、商业化发射和现代化改造等方面探讨了国外航天发射场的发... 简要介绍了影响航天发射场建设与发展的主要因素,以及国外航天发射场在发射场管理、发射技术发展、发射场改造与现代化、发射场发展远景设想等方面的情况,从军事需求、国际合作、商业化发射和现代化改造等方面探讨了国外航天发射场的发展趋势与特点。 展开更多

关键词 航天器发射场 航天器发射 航天发射市场 发展趋势

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航天器微振动稳态时域响应分析方法 被引量：10

13

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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空间站结构数字化协同设计中的计划管理 被引量：2

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作者 张帅 林星翰 《载人航天》 CSCD 北大核心 2019年第4期540-544,共5页

针对传统基于二维图纸研制的计划管理模式不适应三维数字化结构协同设计的问题,分析了数字化结构协同设计的特点,围绕三维模型架构层次和信息交互,提出了技术流程逐层解耦的管理方法;应用模糊统计和平衡线调度原理,建立了三维模型投产... 针对传统基于二维图纸研制的计划管理模式不适应三维数字化结构协同设计的问题,分析了数字化结构协同设计的特点,围绕三维模型架构层次和信息交互,提出了技术流程逐层解耦的管理方法;应用模糊统计和平衡线调度原理,建立了三维模型投产计划评估数学模型;基于模型层次化的协同方式优化了沟通管理模式。在空间站结构研制的管理过程中,要实现全过程的结构研制管控、调配合理的人力资源、制定科学的投产计划、促进高效的信息沟通,以确保空间站结构研制任务的完成。该计划管理方法为大型复杂航天器结构三维数字化协同设计的计划管理提供了良好的借鉴。 展开更多

关键词 空间站 大型复杂航天器结构 数字化协同设计 计划管理

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基于折纸技术的组合型缓冲气囊设计及仿真 被引量：2

15

作者 徐彦 杨毅龙 +2 位作者 陈刚 李广兴 陈华健 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2022年第5期24-35,共12页

为了改善传统圆柱缓冲气囊的缓冲性能,文章基于折纸技术,设计并研究了一种新型组合型缓冲气囊。基于解析模型,设计了气囊的几何尺寸、初始压力、卸载压力及排气口等;基于控制体积法建立了返回器和组合型缓冲气囊的有限元分析模型,仿真... 为了改善传统圆柱缓冲气囊的缓冲性能,文章基于折纸技术,设计并研究了一种新型组合型缓冲气囊。基于解析模型,设计了气囊的几何尺寸、初始压力、卸载压力及排气口等;基于控制体积法建立了返回器和组合型缓冲气囊的有限元分析模型,仿真得到了缓冲过程的动力学行为,并对组合型缓冲气囊的缓冲特性进行了分析。和传统圆柱缓冲气囊对比,新型组合型缓冲气囊的最大过载为5.95gn,将返回器的过载降低了39.6%。研究了组合型缓冲气囊在复杂环境下的缓冲性能,探究了非水平着陆面、有风环境、地面障碍等对缓冲过程的影响机理。结果表明:缓冲气囊具有良好的缓冲性能,适用于复杂着陆环境,为大载重返回器的软着陆缓冲系统设计提供技术支撑。 展开更多

关键词 组合型缓冲气囊 折纸 冲击动力学 最大过载 复杂环境 返回式航天器

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复杂结构动态分析/试验/设计与计算仿真技术的进展与应用 被引量：7

16

作者 张令弥 《强度与环境》 2005年第1期1-9,共9页

本文对复杂结构动态分析/试验/设计技术近三十年来的进展,包括有限元建模与组合结构分析、动态特性测试、计算模型修正和振动控制,以及新兴的计算机仿真和计算模型精确度认证等新思想、新技术的进展,进行了综合评述,同时还给出这些新技... 本文对复杂结构动态分析/试验/设计技术近三十年来的进展,包括有限元建模与组合结构分析、动态特性测试、计算模型修正和振动控制,以及新兴的计算机仿真和计算模型精确度认证等新思想、新技术的进展,进行了综合评述,同时还给出这些新技术在运载火箭和航天器方面的工程应用实例。 展开更多

关键词 复杂结构动态分析、试验与设计 运载火箭与航天器 模型修正 计算机仿真

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一种复杂外形航天器投影面积计算的Monte Carlo方法 被引量：1

17

作者 靳旭红 黄飞 +2 位作者 程晓丽 丁延卫 王强 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期275-284,共10页

针对航天器投影面积的计算问题,借鉴统计学中Monte Carlo技术的思想,结合计算几何学中基本的射线与三角形相交理论,提出一种鲁棒性和通用性都较好的计算复杂外形航天器沿任意方向投影面积的Monte Carlo方法,详细给出方法实现过程,采用... 针对航天器投影面积的计算问题,借鉴统计学中Monte Carlo技术的思想,结合计算几何学中基本的射线与三角形相交理论,提出一种鲁棒性和通用性都较好的计算复杂外形航天器沿任意方向投影面积的Monte Carlo方法,详细给出方法实现过程,采用共享存储模式实现了方法的并行化,以充分利用当前高性能计算领域主流的多核处理器技术。以投影面积存在解析解的单面圆形平板和欧洲空间局SAMSON小卫星在典型姿态下的投影面积验证了方法的可靠性以及对复杂工程外形的适用性。该方法可应用于SAMSON和GOCE卫星大量姿态下投影面积的计算,分析赤纬和赤经对投影面积的影响,为卫星的姿态和轨道控制提供输入参数。 展开更多

关键词 卫星 航天器 复杂外形 投影面积 MONTE Carlo

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复杂约束下的挠性航天器姿态参考管理控制

18

作者 党庆庆 刘贞报 +2 位作者 李文博 桂海潮 刘萍 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1813-1820,共8页

本文提出了一种基于显式参考管理与模态观测器的挠性航天器姿态机动控制方法.首先,采用改进的罗德里格斯参数建立了航天器的运动学和动力学模型,分析了存在的控制约束和角速度约束.在此基础上,设计了基于显式参考管理的约束挠性航天器... 本文提出了一种基于显式参考管理与模态观测器的挠性航天器姿态机动控制方法.首先,采用改进的罗德里格斯参数建立了航天器的运动学和动力学模型,分析了存在的控制约束和角速度约束.在此基础上,设计了基于显式参考管理的约束挠性航天器姿态重定向控制算法.由于挠性模态不能直接测量,内层设计了模态观测器,并将观测器观测得到的模态坐标作为内层无约束控制器的输入.随后,外层导航模块根据所需满足的约束条件设计了相应的动态路径,该路径可以根据当前状态以合适的速率收敛到最终状态,通过跟踪该路径,航天器姿态就可以在满足约束的情况下快速到达期望位置.通过构造合适的李雅普诺夫函数,严格证明了该挠性航天器显式参考管理姿态控制算法的稳定性.最后,仿真结果进一步验证所设计算法的约束处理效果与振动抑制能力. 展开更多

关键词 挠性航天器 姿态控制 复杂约束 模态观测器 显式参考管理

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复杂新研航天型号供应商管理实践 被引量：3

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作者 苏若曦 曹瑞强 +2 位作者 张杨 贺晓洋 周晓伶 《质量与可靠性》 2022年第2期26-30,共5页

以航天重大科技专项工程为代表的复杂新研航天型号本质上是一个复杂系统,涉及专业多、范围广、技术难度大,需要多技术领域、多学科专业队伍的协同配合,供应商数量众多、组织体系不同、管理模式各异,对供应商管理提出了新的挑战。从复杂... 以航天重大科技专项工程为代表的复杂新研航天型号本质上是一个复杂系统,涉及专业多、范围广、技术难度大,需要多技术领域、多学科专业队伍的协同配合,供应商数量众多、组织体系不同、管理模式各异,对供应商管理提出了新的挑战。从复杂新研航天型号供应商管理存在的问题入手,以确保研制全过程“无疑点、无隐患”为目标,开展了复杂新研航天型号供应商管理研究,提出新的管理思路和方法。 展开更多

关键词 复杂新研航天型号 供应商管理

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力限条件设计复杂二自由度法及试验研究

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作者 汪阳丰 刘兵山 +2 位作者 王珂 丁昳婷 杨正玺 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第1期139-146,共8页

在航天产品振动环境试验中,传统加速度单控的方法存在较严重的过试验现象,力限技术采用力与加速度双控能较好地减轻过试验。获取合理的力限试验条件是力限振动试验的基础。阐明了力限试验减轻过试验的机理,获取力限条件的复杂二自由度... 在航天产品振动环境试验中,传统加速度单控的方法存在较严重的过试验现象,力限技术采用力与加速度双控能较好地减轻过试验。获取合理的力限试验条件是力限振动试验的基础。阐明了力限试验减轻过试验的机理,获取力限条件的复杂二自由度法的原理及存在的一些问题。结合复杂二自由度法设计模型并进行了试验,试验中输入加速度在试验件振动方向的前两阶主模态频率处分别下凹约19.5 d B、17.2 d B,证明力限试验条件更接近真实环境。 展开更多

关键词 航天 力限 振动试验 复杂二自由度法 过试验

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