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柔性支撑式空间反射镜胶接应力分析与消除

红外与激光工程 2022年第4期51卷 326-330页

作者：武永见刘涌孙欣北京空间机电研究所北京100094 先进光学遥感技术北京市重点实验室北京100094

空间光学遥感器不断朝着更高轻量化率的方向发展,传统的装框支撑难以满足系统要求。基于运动学原理的Bipod柔性支撑结构具有良好的力热环境适应能力,在空间光学遥感器的反射镜支撑中得到越来越多的应用。为了有效卸载装配应力,Bipod柔... 详细信息

空间光学遥感器不断朝着更高轻量化率的方向发展,传统的装框支撑难以满足系统要求。基于运动学原理的Bipod柔性支撑结构具有良好的力热环境适应能力,在空间光学遥感器的反射镜支撑中得到越来越多的应用。为了有效卸载装配应力,Bipod柔性支撑结构一般通过光学胶与反射镜进行连接,但是光学胶在固化过程中不可避免地存在收缩应力。此外,环境温度的波动以及热真空试验也有可能导致胶接应力的变化,严重时会对反射镜面形造成不利影响。文中针对某Bipod柔性支撑式次镜组件,分析了胶缩对面形的影响,并针对真空放气试验后的面形下降问题,采用消应力与热浸泡相结合的方式有效解决了面形下降的问题,为该类光学胶的空间环境应用提供技术支撑。

关键词：空间遥感器空间反射镜柔性支撑胶接应力

崎岖地面机器人姿态估计与运动规划关键技术研究

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崎岖地面机器人姿态估计与运动规划关键技术研究

作者：武永见哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

崎岖地面上的轮式移动机器人技术逐渐成为人们研究的热点，本课题在国家自然科学基金项目“轮式移动机器人在崎岖地面的低能耗通过性控制的方法研究（60775060）”的支持下，对崎岖地面上移动机器人的姿态估计，崎岖地形的运动规划和控... 详细信息

崎岖地面上的轮式移动机器人技术逐渐成为人们研究的热点，本课题在国家自然科学基金项目“轮式移动机器人在崎岖地面的低能耗通过性控制的方法研究（60775060）”的支持下，对崎岖地面上移动机器人的姿态估计，崎岖地形的运动规划和控制，以及机器人运动学建模和控制系统软件设计进行研究。首先，采用德鲁内（Delaunay）三角剖分算法对崎岖环境进行建模;基于齐次坐标变换方法建立机器人运动学位姿模型，给出崎岖地面上一种轮式移动机器人的姿态估计算法。该算法基于机器人在松软地面上力分布引起的附加车轮下陷，可依据崎岖地面数字高程图实现对机器人俯仰角、侧倾角、差分角以及机器人参考点高度的估计。仿真分析和实验研究均表明该算法可以应用于机器人崎岖地形地面通过性判定、力控制研究以及稳定性研究，并开发出基于MATALAB的姿态估计算法软件包。其次，考虑机器人物理尺寸模型以及地面的相对不平度对运动规划的影响，以地面不平度和路径长度作为目标函数采用迪克斯特拉（Dijkstra）算法对机器人进行运动规划，对已规划路径的评估中考虑机器人静态稳定性、地面通过性及三维地形中可能存在的不确定性。而后将仿真结果与基于质点的运动规划方法进行对比，编写运动规划与仿真软件包。第三，建立机器人运动学模型，包括崎岖地形运动学模型（三维运动学）和平坦地面运动学模型，并且对两种建模方法进行了分析和比较。推导机器人第五轮机构运动学，提出基于运动学模型的机器人定位与控制方法。通过平坦地面和崎岖地面机器人实验验证了该控制方法的可行性。最后，课题完成控制系统各组件的测试和机器控制系统软件编程，实现对机器人简单的运动控制。实验部分对机器人运动控制模式进行测试，分析不同控制模式的应用范围，另外进行了崎岖地面通过性分析。

关键词：可重构轮式机器人姿态估计运动规划通过性分析运动学

高分辨率可见与红外一体遥感相机制冷机微振动分析及抑制

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光学与光电技术 2022年第5期20卷 115-121页

作者：武永见范俊杰崔世程北京空间机电研究所北京100094 先进光学遥感技术北京市重点实验室北京100094

空间光学遥感器朝着更高分辨率、更高侦测功能密度的方向发展,兼具可见光和红外谱段侦查功能的高分辨率、轻小型相机逐渐成为研究的热点。制冷机的微振动是影响光学遥感器成像品质的关键因素之一。为了量化评估红外制冷机微振动特点及... 详细信息

空间光学遥感器朝着更高分辨率、更高侦测功能密度的方向发展,兼具可见光和红外谱段侦查功能的高分辨率、轻小型相机逐渐成为研究的热点。制冷机的微振动是影响光学遥感器成像品质的关键因素之一。为了量化评估红外制冷机微振动特点及对成像性能的影响,解决微振动对高分率相机成像系统干扰的问题,对脉冲管式斯特林制冷机的微振动产生机理进行了分析,采用固支测力法对微振动性能进行了不同功率和使用状态下的测试和分析。基于制冷机的微振动测试数据,提出了在应用环节隔离微振动传递路径的微振动抑制策略,整机的有限元仿真分析表明制冷机微振动对成像系统的传函影响降为0.02%,证明了其有效性。

关键词：高分辨率可见-红外一体化相机制冷机微振动

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空间相机系统自准直传函测试方法及应用

红外与激光工程 2022年第5期51卷 373-379页

作者：孙欣武永见汤天瑾胡永力刘涌姜彦辉王海超北京空间机电研究所北京100094 先进光学遥感技术北京市重点实验室北京100094

调制传递函数(传函)测试是空间相机研制过程的重要环节,常规传函测试需要用到平行光管。自准直传函测试方法是一种不依赖于平行光管的系统传函测试方案。首先介绍了自准直传函测试系统的原理和搭建方案。其次对比了平行光管测试的过焦... 详细信息

调制传递函数(传函)测试是空间相机研制过程的重要环节,常规传函测试需要用到平行光管。自准直传函测试方法是一种不依赖于平行光管的系统传函测试方案。首先介绍了自准直传函测试系统的原理和搭建方案。其次对比了平行光管测试的过焦曲线和自准直传函测试的过焦曲线,发现该系统对焦面离焦敏感程度不亚于平行光管,得到该系统可以用于判定焦面位置正确性的结论。再次分析了自准直靶标条纹经过平面镜反射后偏转的现象,该现象将引入测试误差。给出了偏转角的数值计算公式和条纹偏转对传函值影响的计算公式。针对离轴系统对偏转角敏感的问题,给出自准直靶标的设计方法。利用该方法可以将靶标条纹偏转造成的传函测试误差降至可以忽略的量级。然后讨论了采用自准直传函测试方案时相机探测器与测试靶标的拼接,分析了探测器滤光片对焦面位置的影响,提出了探测器与靶标共焦面的设计及拼接方案。最后总结了该测试方法在某型号相机的实际应用,为自准直传函测试方法在后续系统的应用打下基础。

关键词：空间相机自准直传函测试焦面位置平面镜靶标

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组合口径反射镜曲率半径误差分析

航天返回与遥感 2017年第3期38卷 102-108页

作者：姜彦辉陈晓丽武永见李岩北京空间机电研究所北京100094

研制大口径望远镜系统,通常采用组合口径反射镜来代替单体反射镜。组合口径反射镜的方案相比于传统方案减小了加工、运输等各方面的困难,同时它也会引入分块镜的曲率半径误差。为更好地了解组合口径反射镜曲率半径误差对光学性能的影响... 详细信息

研制大口径望远镜系统,通常采用组合口径反射镜来代替单体反射镜。组合口径反射镜的方案相比于传统方案减小了加工、运输等各方面的困难,同时它也会引入分块镜的曲率半径误差。为更好地了解组合口径反射镜曲率半径误差对光学性能的影响,文章以整体口径为6.6m、曲率半径为21.34m的由18块六边形分块镜拼接而成的反射镜为例,对组合口径反射镜曲率半径误差进行分析。首先建立组合口径反射镜模型,通过计算求得反射镜的波像差与斯特列尔比,最终确定反射镜曲率半径误差的合理变化范围。结果表明,曲率半径误差对不同位置分块镜的波像差影响不同,去除位置因素后,各分块镜对反射镜波像差的影响相同。文章所设计的反射镜,如果各分块镜之间的曲率半径误差应小于±0.14mm,则满足斯特列尔比大于0.8且最大波像差小于λ/4。文章对组合口径反射镜的设计、加工和装调等有参考价值。

关键词：曲率半径误差波像差斯特列尔比组合口径反射镜航天遥感

抗干扰的多智能体系统固定时间分布式优化算法

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控制与决策 2024年第2期39卷 527-535页

作者：耿超武永宝孙佳刘剑薛磊东南大学苏州联合研究生院江苏苏州215123 东南大学自动化学院南京210096

针对一阶多智能体系统提出一种抗干扰的分布式控制算法,在固定时间内解决具有状态约束和外部扰动存在情况下的多智能体系统凸优化问题.该算法分为两部分:第1部分使得每个智能体在任意初始条件下都能在固定时间内收敛到一致;第2部分在满... 详细信息

针对一阶多智能体系统提出一种抗干扰的分布式控制算法,在固定时间内解决具有状态约束和外部扰动存在情况下的多智能体系统凸优化问题.该算法分为两部分:第1部分使得每个智能体在任意初始条件下都能在固定时间内收敛到一致;第2部分在满足状态约束条件的同时,使所有局部目标函数的总和在固定时间内取得最小值.该算法能够在外部有界扰动存在的情况下抑制干扰信号,获得最优解,且收敛时间不受初始状态和外部扰动的影响,可以根据任务需求离线地预分配任务建立时间.利用凸优化和固定时间李雅普诺夫稳定性理论证明算法在有界扰动存在时的固定时间收敛性,最后通过智能电网中经济调度问题的实例验证算法的有效性和优越性.

关键词：固定时间收敛分布式控制多智能体系统抗干扰状态约束凸优化

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光学双向推扫空间相机的设计与实验

光学与光电技术 2022年第3期20卷 18-23页

作者：孙欣武永见刘涌王海超胡永力王劲强北京空间机电研究所北京100094 先进光学遥感技术北京市重点实验室北京100094

对于搭载单向积分TDI探测器的推扫式空间光学相机,探测器的积分方向是限制卫星敏捷机动任务规划的一项重要限制。利用在光学系统中加入法线方向与光轴成一定角度的平面镜可以改变系统物像正倒关系而不影响光程及像质的特点,设计了光学... 详细信息

对于搭载单向积分TDI探测器的推扫式空间光学相机,探测器的积分方向是限制卫星敏捷机动任务规划的一项重要限制。利用在光学系统中加入法线方向与光轴成一定角度的平面镜可以改变系统物像正倒关系而不影响光程及像质的特点,设计了光学双向推扫系统。为了验证其方案的合理性,设计并装调了光学双向推扫相机工程样机。对该相机进行外景成像实验,成像实验结果与预期一致,光路切换效果明显,验证了其适应两种飞行方向的能力。总结工程样机研制过程,提出了后续需要考虑的问题,为后续光学双向推扫相机在型号上应用打下基础。

关键词：光学双向推扫平面镜物像关系空间相机

基于粒子群算法和投影解析法的机器人构型优化

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哈尔滨工程大学学报 2009年第8期30卷 918-923页

作者：徐贺封海波栾钰琨彭高亮高晓智武永见哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨工业大学机电工程学院赫尔辛基工业大学智能电子研究所

针对一种可重构轮式移动机器人扩展构型中重构变量间的非线性关系,采用解析结合投影几何的方法建立可重构的移动机器人的稳定性指标模型。运用粒子群算法获得了在等效稳定裕量最大前提下的移动机器人重构构型,其结果同移动机器人重构实... 详细信息

针对一种可重构轮式移动机器人扩展构型中重构变量间的非线性关系,采用解析结合投影几何的方法建立可重构的移动机器人的稳定性指标模型。运用粒子群算法获得了在等效稳定裕量最大前提下的移动机器人重构构型,其结果同移动机器人重构实验的结果吻合很好。机器人重构构型时应遵循几何对称原则,负载分布均衡原则以保证机器人的直行性能.为了保证机器人工作性能良好,重构参数的应限定在安全范围内.同时应采取综合折中原则,对各种相关参数进行综合平衡.移动机器人扩展构型具有非线性特点的稳定性能指标,在机器人的性能预测、任务规划和运动控制中皆具有重大理论意义和应用价值.

关键词：移动机器人重构构型投影法构型优化粒子群算法

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五轮铰接式移动机器人的重构特性及分析

哈尔滨工程大学学报 2011年第9期32卷 1233-1237页

作者：徐贺伏虎张振宇谭大伟武永见薛开栾钰琨哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对具有分离式差分机构的三箱体五轮机器人的多重构参数与机器人性能指标如稳定性、驱动力矩等非线性关系,采用iSGIHT-FD软件平台,利用Approximation方法中的响应面模型逼近局部特性,对多目标优化后数据结果进行设计数据可视化敏度分析... 详细信息

针对具有分离式差分机构的三箱体五轮机器人的多重构参数与机器人性能指标如稳定性、驱动力矩等非线性关系,采用iSGIHT-FD软件平台,利用Approximation方法中的响应面模型逼近局部特性,对多目标优化后数据结果进行设计数据可视化敏度分析,获得了多个重构变量对非线性性能指标的量化影响的相对大小.结果表明,轮臂的前倾角的影响最大而第五轮轮臂长度影响最小.随后对机器人实际构型进行了实验验证.该方法对于非线性多元函数的各个变量对相对影响(灵敏度)分析和可视化具有简洁、快速和直观的特点.

关键词：重构移动机器人重构特性第五轮响应面模型多变量灵敏度