精密探测系统多学科优化与复合抗振冲控制PDF电子书下载

1.1 国内外研究现状 1

第1章 绪论 1

1.1.1 国内外星载探测器设计简介 2

1.1.2 星载TDICCD探测器的类型 4

1.2 星载探测器光机系统及关键技术简介 6

1.2.1 星载TDICCD探测器光机系统 6

1.2.2 星载TDICCD探测器对星上各系统的技术要求 7

1.2.3 关键技术 8

1.3 星载探测系统抑振抗冲击控制技术 9

1.3.1 抑振抗冲击控制分类 10

1.3.2 抑振抗冲击主动控制 11

1.3.3 抑振抗冲击智能控制 12

第2章 星载探测器及应用 16

2.1 概述 16

2.2.1 电磁波及电磁波谱 17

2.2 电磁波及电磁波谱概念 17

2.2.2 辐射及同地物作用 18

2.2.3 大气层对电磁波传播的影响及大气窗口 19

2.3 星载光学成像探测器 20

2.3.1 星载光学成像探测器分类及地面分辨率 20

2.3.2 星载光学成像探测器种类及特点 22

2.4 星载红外探测器 26

2.4.1 红外探测 26

2.4.2 红外探测器种类 27

2.4.3 红外焦平面 29

2.5 雷达探测卫星 30

2.5.1 微波遥感及星载微波探测器 30

2.5.2 合成孔径雷达及工作原理 31

2.5.3 星载SAR发展及现状 32

2.6.1 电子探测卫星分类及探测体制 33

2.6 电子探测卫星 33

2.6.2 电子探测接收机的测量参数及探测定位技术 35

2.6.3 海洋探测卫星及其分类 36

2.7 其他探测卫星 37

2.7.1 导弹预警卫星及应用 37

2.7.2 气象卫星及应用 39

2.7.3 核爆探测卫星及应用 40

2.8 探测卫星在局部战争中的应用实例 41

2.8.1 探测卫星在“沙漠之狐”作战中的应用 41

2.8.2 探测卫星在阿富汗战场中的应用 41

2.9 世界各国主要星载探测器 42

2.9.1 星载光学成像探测器 42

2.9.2 雷达成像探测卫星 47

2.9.3 可用作成像探测的典型探测资源卫星 49

2.9.4 电子探测卫星 51

2.9.5 海洋探测卫星 55

2.9.6 导弹预警卫星 56

第3章 现代小型星载探测器及应用 60

3.1 现代小型星载探测器概述 60

3.2 小型星载探测器的结构组成 61

3.2.1 有效载荷 61

3.2.2 控制部分 62

3.2.3 电源 62

3.2.4 星体结构 62

3.2.5 星载探测器测控 62

3.3 小型星载探测器应用及特点 63

3.3.1 小型星载探测器应用特点 63

3.3.2 通信小型星载探测器 64

3.3.3 小型星载探测器 65

3.4.3 巴西国家空间研究所研制的微型星载探测器SACI-1 67

3.4.2 瑞典空间物理研究所（ISF）研制的纳型星载探测器Munin 67

3.4 小型星载探测器的若干实例 67

3.4.1 英国Surrey大学研制的微型星载探测器POSAT-1 67

3.4.4 南非Stellenbosch大学制造的微型星载探测器SUNSAT 68

3.4.5 我国的“实践”5号和“航天清华”1号 68

第4章 星载探测器运动规律及在轨位置计算 70

4.1 概述 70

4.2 星载探测器的无摄运动 71

4.2.1 开普勒定律 71

4.2.2 无摄轨道的描述 73

4.2.3 星载探测器坐标的计算 74

4.3 星载探测器的受摄运动 75

4.3.1 势理论 76

4.3.2 星载探测器的受摄运动方程 76

4.3.3 各种摄动力对星载探测器轨道的影响 79

4.4 星载探测器坐标的计算 80

5.2 星载探测器寻优与评估 81

第5章 星载探测器多学科寻优与总体设计模型的确定 81

5.1 概述 81

5.3 星载探测器多学科设计优化 82

5.3.1 多学科优化 83

5.3.2 MDO的系统集成 83

5.4 星载探测器总体参数寻优设计 84

5.4.1 总体寻优设计过程 84

5.4.2 任务目标和任务要求 84

5.4.3 星载探测器总体方案类型优选 85

5.5 星载探测器总体参数优化设计的确定 85

5.5.1 设计变量、目标函数和约束条件的确定 85

5.5.2 优化模型的确定 87

5.5.3 优化模型的仿真 88

6.1 概述 92

第6章 星载探测器望远系统热设计与热光学分析 92

6.2.1 美国“哈勃”空间望远镜 93

6.2 国外星载探测器望远系统热设计介绍 93

6.2.2 美国LST空间望远镜 95

6.2.3 美国OSL轨道太阳实验室 97

6.2.4 星载探测器望远系统 98

6.2.5 热设计软硬件 99

6.3 星载探测器望远系统的构型与布局 99

6.3.1 星载探测器望远系统的主要部件和有效载荷 99

6.3.2 星载探测器望远系统构型与布局方案分析 101

6.4.2 星载探测器的热控制要求 102

6.4.3 星载探测器的热设计思路 102

6.5 星载探测器望远系统主体热计算 102

6.4.1 星载探测器的轨道和姿态参数 102

6.4 星载探测系统的热设计 102

6.5.1 NEVADA和SINDA/G软件的计算原理 103

6.5.2 星载探测器望远系统热计算的特殊性 104

6.5.3 星载探测器望远系统的轨道空间外热流和角系数计算 106

6.5.4 星载探测器望远系统主体温度场计算 106

6.5.5 星载探测器望远系统的热计算结果 107

6.6 准直镜和磁分析器的热计算 110

6.6.1 准直镜和磁分析器的热辐射计算 110

6.6.2 准直镜和磁分析器的温度场计算 112

6.6.3 准直镜和磁分析器的热计算结果 113

6.7 星载探测器望远系统的热变形计算 115

6.7.1 主镜组件的有限元热变形计算 115

6.7.2 准直镜和磁分析器的有限元热变形计算 117

6.8 星载探测器望远系统的热光学分析 119

6.8.1 光学波像差的基本概念 119

6.8.3 光程差的数值计算和最小二乘法球面拟合 120

6.8.2 热光学分析的参数 120

6.8.4 热光学分析 123

6.9 星载探测器望远系统的特殊工况热分析 127

6.9.1 最大地影轨道的瞬态热计算 127

6.9.2 在地影轨道期间的热光学分析 129

6.9.3 极限冷工况的热计算 130

第7章 空间环境对星载探测器成像质量的影响分析 131

7.1 概述 131

7.2 星载TDICCD探测器成像原理及光机结构 131

7.3 卫星振动对星载TDICCD探测器成像质量的影响 132

7.4 动力学模型 134

7.5 影响星载TDICCD探测器离焦的主要原因分析 136

7.5.1 温度变化对探测器的影响 136

7.5.2 轨道高度对探测器离焦的影响 137

7.5.3 大气压力变化对探测器离焦的影响 137

7.6.3 大焦深光学系统对MTF的影响 138

7.6.2 相对孔径不同而像元尺寸相同对的影响 138

7.6 离焦对传递函数的影响 138

7.6.1 相对孔径相同而像元尺寸不同对的影响 138

第8章 星载探测器非线性振动的逆系统与时滞 141

8.1 概述 141

8.2 非线性振动 141

8.2.1 C-L方法——用分岔方法研究非线性振动 141

8.2.2 强、弱非线性振动和非线性对称与非对称振动 142

8.2.3 共振，扩展的FEREY序列——解的结构 142

8.3 非线性振动的逆系统控制律 143

8.3.1 单自由度非线性振动 143

8.3.2 星载探测器混沌姿态运动的逆系统控制 143

8.3.3 对多自由度振动系统的推广 144

8.4 在轨星载探测器系统时滞BOC-WEN模型 145

8.5.1 控制算法 146

8.5 控制算法与算例 146

8.5.2 算例 148

第9章 红外多光谱探测器辐射定标试验技术 150

9.1 概述 150

9.2 试验目的 150

9.3 探测器的红外辐射定标试验 151

9.3.1 红外辐射定标原理 151

9.3.2 红外辐射定标方法 153

9.3.3 红外辐射定标设备 157

9.3.4 红外辐射定标试验 160

9.4 探测器的可见光、近红外辐射定标 163

9.4.1 红外多光谱扫描仪 163

9.4.2 定标原理 163

9.4.3 定标设备 163

9.4.4 定标程序 164

9.4.5 飞行中可见光波段星上定标应注意的问题 165

第10章 探测器热环境试验误差分析与热缩比模型试验 166

10.1 空间热环境 166

10.1.1 真空 166

10.1.2 低温与黑背景 167

10.1.3 空间外热流 167

10.2 空间热环境试验的误差分析 168

10.2.1 探测器在宇宙空间的热平衡 168

10.2.2 探测器空间热环境试验的误差分析 169

10.3 探测器热缩比模型试验 175

10.3.1 辐射-导热系统探测器的热相似准则 176

10.3.2 热相似稳态模拟技术 177

10.3.3 热缩比模型试验的应用趋势 179

10.4 不稳定热平衡试验方法 179

10.4.2 不稳定热平衡试验方法的应用 180

10.4.1 不稳定热平衡试验方法 180

第11章 星载探测器运载中的环境试验 181

11.1 概述 181

11.2 航天仪器运载中的规定 181

11.3 路面激励状况 181

11.3.1 汽车路面激励状况 181

11.3.2 汽车路面激励的确定 183

11.3.3 汽车非平稳路面的模拟 184

11.4 随机振动试验类型及响应 184

11.5 随机振动信号分析处理系统 185

11.5.1 CAT系统 185

11.5.2 专用振动信号处理系统 185

11.5.3 其他振动信号分析处理系统 186

11.6.2 试验响应分析 187

11.6.1 试验技术 187

11.6 随机振动试验 187

第12章 探测器空间环境试验中的测试技术 192

12.1 空间环境试验中的质谱测试技术 192

12.1.1 空间环境试验中残余气体质谱分析 192

12.1.2 其他空间环境试验中的残余气体质谱分析 193

12.1.3 空间环境探测中的质谱分析 194

12.2 真空检漏测试技术 194

12.2.1 真空检漏测试 194

12.2.2 压力检漏测试 195

12.3 空间环境模拟室内的压力测量技术 196

12.3.1 空间环境模拟室内压力测量特殊性及需研究的问题 196

12.3.2 压力测量的范围 197

12.3.3 真空计的选择 198

12.3.4 规管的布置位置 198

12.4 探测器热平衡与热真空试验的温度测量技术 199

12.3.5 计算机控制的真空测量技术 199

12.4.1 探测器热平衡与热真空试验过程中温度测量的任务 200

12.4.2 探测器热平衡与热真空试验中温度测量的特点 200

12.4.3 热电偶测温 201

12.4.4 热敏电阻测温 204

12.4.5 测温程序的编制要求 207

12.4.6 数据采集系统的正确使用 208

12.4.7 温度测量误差的主要因素 208

12.5 热流和电功率测试技术 209

12.5.1 热流测量 209

12.5.2 功率测量 214

第13章 星载探测器冲击仿真与多级复合抑振抗冲击设计 216

13.1 概述 216

13.2 星载TDICCD探测器可靠性分析 216

13.2.2 可靠性预测与分配 217

13.2.1 星载TDICCD探测器材料与结构的失效模式 217

13.3 星载TDICCD探测器的冲击动力学缩减模型 218

13.3.1 有限元模型子结构划分 218

13.3.2 冲击激励载荷 218

13.3.3 大质量法 218

13.4 冲击响应分析方法 219

13.4.1 星载TDICCD探测器子结构运动方程 219

13.4.2 星载TDICCD探测器运动方程 220

13.4.3 谱响应分析 220

13.5 计算结果分析 220

13.6 多级抑振抗冲击系统的运动微分方程 222

13.6.1 系统的动能和势能 222

13.6.2 系统的阻尼耗散函数 223

13.6.3 多级抑振抗冲击系统的运动微分方程 223

13.7 多级复合抑振抗冲击控制系统的设计 224

参考文献 227