空位缺陷对Si薄膜热导率的影响

利用非平衡分子动力学方法研究了空位结构缺陷对Si薄膜热导率的影响。当温度在300K-700K之间变化时,热导率随着空位浓度的增加而降低,并且随着温度的升高空位浓度对热导率的影响以及同一空位浓度下温度对热导率的影响都在逐渐减弱。本文还利用Boltzmann输运理论对MD模拟进行验证,结果基本与其一致。同时理论方法还表明,空位缺陷对薄膜热导率的巨大影响归因于晶格应力的存在使点缺陷也发生散射作用的结果。     

Effects of vacancy structural defects on the thermal conductivity of silicon thin films

Vacancy structural defect effects on the lattice thermal conductivity of silicon thin films have been investigated with non-equilibrium molecular dynamics simulation.The lattice thermal conductivities decrease with increasing vacancy concentration at all temperatures from 300 to 700 K.Vacancy defects decrease the sample thermal conductivity,and the temperature dependence of thermal conductivity becomes less significant as the temperature increases.The molecular dynamics result is in good agreement with the theoretical analysis values obtained based on the Boltzmann equation.In addition,theoretical analysis indicates that the reduction in the lattice thermal conductivity with vacancy defects can be explained by the enhanced point-defect scattering due to lattice strain.     

三自由度气浮台推力分配算法设计

针对有冗余的喷嘴推力分配问题,首先提出一个目标函数,该目标函数不仅考虑了期望力向量和喷嘴产生合力之间的偏差,且统计了喷气的消耗量;其次根据喷嘴所产生力向量的对称性原则使搜索的范围从256减小到11,在很大程度上减小了每个周期搜索的计算量;最后通过数学仿真验证所提算法的合理和有效性,为其应用到半物理仿真中提供理论基础．     

鲁棒PD+卫星姿态快速机动控制器设计

针对控制力矩与角速度受限情形下的卫星姿态快速机动的控制问题,本文对传统PD控制器进行了改进,采用姿态机动的匀速与减速运动过程的方法大幅度提升系统收敛速率,设计PD+控制器使得系统状态能够沿着期望的滑模面进行运动,并通过构造Lyapunov函数对其进行证明,从而实现对PD控制器收敛时间的估计,并实现40%以上的系统收敛时间提升。在存在转动惯量不确定性与外部干扰力矩的情形下设计PD+控制器实现对于未知扰动的抑制。同时考虑到卫星正常运行对于姿态角速度与控制力矩的限制,证明了姿态控制参数与角速度范数之间的关系,给出了控制力矩与角速度受限情形下的控制律。最后通过数值仿真验证本文提出控制算法的有效性。     

国内外空间光通信技术发展及趋势研究

全面介绍了国内外卫星光通信技术的发展、研究状况及卫星光通信技术系统的组成和主要关键技术,分析了卫星光通信相对于卫星微波通信的优点,最后对卫星激光通信的前景进行了综述。     

基于可重构技术的上面级航天器综合电子系统

为实现卫星工程的整体优化,本文打破传统卫星与运载器独立各自设计的界限,将小卫星和小运载器上面级有机融合构成一类上面级航天器,并给出了适用于上面级航天器的可重构综合电子系统方案.该电子系统以Microblaze软核处理器为核心处理单元,采用基于CAN总线的分布式网络结构提高系统的可扩展性,并利用可重构技术实现电子系统核心处理单元的分时复用,以满足运载段和在轨段对电子系统的不同需求.实现了姿态轨道控制算法硬件化,减轻处理单元的负担,提升了系统的计算和处理能力.设计并建立了半物理实验系统,对飞行全过程、全模式进行了仿真验证.结果表明:运载段控制周期达到10 ms,姿态轨道算法硬件化后运行时间约为7.5 ms;相机工作期间姿态指向精度达0.035°,稳定度达0.000 68(°)/s.所设计的可重构综合电子系统完成了上面级航天器的全模式飞行任务,满足运载段强实时性、在轨段高可靠性以及高精度控制等要求.     

地月转移轨道的快速设计方法研究

利用重叠圆锥曲线方法,针对着陆型和月球卫里型两种地周转移轨道,给出了一种地周转移轨道的快速设计方法．该方法无需轨道数值积分,直接从目标轨道参数出发,避免了圆锥曲线拼接法精度差的缺点,具有计算速度快、精度高的特点,可用于这两类地周转移轨道的初始设计．针对地球扁率(J2)的影响,给出了一种修正方法,提高了本方法的计算精确度．     

回归分析理论在动平衡中的应用

探讨了回归分析理论在进行动平衡时，选择有效校正面的应用；时一步阐述了修正影响系数法的应用有一定的限度。     

控制力矩受限的卫星姿态有限时间鲁棒控制算法

为了解决在卫星姿态控制问题中经典滑模控制器所存在的收敛速度慢、指数收敛的缺陷,同时为增强控制器对外部干扰与系统不确定性的鲁棒性,提出了一种对系统模型具有鲁棒性的快速收敛有限时间控制算法.针对传统滑模面角速度下降过快导致的收敛速率慢的缺陷,基于Lyapunov方法设计了一种具有三段式结构的有限时间滑模面,提升收敛速率并保证稳态精度,同时利用欧拉轴的特性消除有限时间控制中的奇异性问题;通过引入符号函数项,解决系统转动惯量的不确定性与外部干扰力矩问题;通过放缩控制律中的比例项解决控制力矩受限的问题;通过Lyapunov函数证明本文提出的控制律的有限时间稳定性,同时给出系统收敛的时间估计.理论分析与仿真结果均表明,提出的控制算法能够在大幅提升收敛速率的同时保证稳态精度.同时也表明了提升系统性态的关键是规划姿态角速度,即通过合理设计滑模面与期望角速度曲线可以实现提升系统收敛速率与鲁棒性的目的.     

考虑安装偏差的联合执行机构自适应控制算法

为满足卫星机动过程中成像的需求,采用联合控制力矩陀螺和飞轮作为执行机构提供大且精确的控制力矩,但其安装的偏差会降低卫星姿态控制精度,基于设计自适应控制律处理这一问题.在携带变速控制力矩陀螺卫星通用模型的基础上,建立考虑安装偏差的联合执行机构控制模型.基于修正罗德里格参数描述的姿态运动学,设计多输入多输出自适应跟踪控制律估计执行机构的安装偏差与卫星转动惯量,并进行控制补偿以提高姿态控制精度.采用平滑映射避免控制律出现奇异现象而导致的无法执行,并基于Lyapunov原理分析了控制系统稳定性.数学对比仿真结果表明,该控制方法能够有效的实现卫星快速机动过程中的高精度控制,可提高2个数量级的跟踪控制精度.