陈光重[1]2004年在《皮卫星星载控制处理系统的可靠性研究》文中指出本论文主要针对空间辐射环境中，皮卫星星载控制处理系统面临单粒子翻转的威胁，讨论星载控制处理系统的可靠性设计方法，并提出了一种简单有效的纠错编码——交叉正反码，及其软硬件EDAC的实现。 卫星的故障主要来源于空间辐射，而在辐射造成的故障中，由单粒子翻转导致的占半数以上。皮卫星由于其质量和体积所限，结构防护手段较为薄弱，并且星上要尝试使用部分工业级和商业级的芯片，因此开展可靠性设计研究是必要的。本论文根据皮卫星的设计目标，在借鉴国内外相关卫星设计经验的基础上，提出集通信与控制于一体的动态双模冗余——双机双工容错结构的星载控制处理系统可靠性设计方法，实现功能高度整合、功耗控制和故障监控与处理。 交叉正反码是一种简单的线性分组码，它组合使用重复码和正反码的编码方法，使其获得较大的最小码距；信息字段与监督字段相互监督的机制，使其检错与纠错能力较常用的纠错方案如汉明码、叁倍冗余判决(TMR)等有显着提高；其软硬件EDAC实现简单可靠，尤其在强辐射的空间环境下其纠错能力更加突出，使其具备了良好的工程应用前景。
童杰文[2]2014年在《高可靠皮卫星综合电子系统研究》文中研究表明皮卫星是现代航天技术领域研究的热点之一。凭借其功能密度高,研制周期短,成本低,重量轻,体积小,发射方式灵活以及机动性与生存能力强等特点,皮卫星在军事和民用领域拥有巨大应用潜力。综合电子系统是卫星的控制枢纽和数据存储与处理中心,承担着上下行通信链路管理、电源管理、星务管理、姿态与轨道控制、在轨数据采集与处理以及有效载荷管理等关键任务。同时,其可靠性是综合电子系统乃至整星电系统长时间稳定工作的前提与基础。本文将以某型号皮纳卫星的研制为背景和依托,以"ZDPS-1A"卫星星务计算机设计与研制工作为基础,从卫星总体设计的高度出发,开展星载综合电子系统及其可靠性的研究、设计及实现。第一,本文研究了基于时钟同步的叁模冗余技术,并完成了基于MCU处理器的叁模冗余系统设计,该系统由同构处理器模块、时钟同步模块、冗余判决模块和接口扩展模块组成。参照"ZDPS-1A"卫星星务计算机在轨任务,本文从星务管理、测控通信、姿控通信、综合测试及故障注入测试五个方面介绍了该叁模冗余系统的功能实现与验证工作。结果表明,上述叁模冗余系统能够应用于实际工程之中,并具备一定的容差容错能力。第二,本文研究了皮卫星综合电子系统及其可靠性技术。该综合电子系统采用一体化设计思想,其硬件平台主要由电源模块、主处理器模块、数据存储模块、粘合逻辑模块组成,一级降额后数据处理能力达200MIPS,功耗不高于1.5W,非易失性存储容量不低于8Gbytes。在可靠性设计方面,综合电子系统采用了叁模冗余技术和故障监测与恢复技术,旨在有效应对空间单粒子效应和在轨实时故障。作者完成了综合电子系统与电源分系统、测控分系统、姿轨控分系统以及有效载荷的联合调试,并开展了电性能与可靠性验收测试。实际测试结果表明,综合电子系统能够满足卫星的主要功能需求和性能指标,并通过了电性能、可靠性等验收测试,建立了一个更加稳定、高效、通用的可靠性保障体系。综上所述,本文在综合分析任务需求和设计约束条件的基础上,成功设计与研制了一种高可靠的皮卫星综合电子系统,能够较好的适应某型号皮纳卫星的研制任务要求。
曹长明[3]2016年在《星载可展开结构若干关键技术问题的研究》文中进行了进一步梳理装载在卫星上的可展开结构称为星载可展开结构。星载可展开结构是卫星结构的重要组成部分,是直接执行卫星功能的重要平台,其实现技术直接影响到卫星的技术水平。本文基于浙大皮星二号可展开结构的研制,对其若干关键技术问题进行了相关研究。在查阅大量国内外文献的基础上,介绍了星载可展开结构的研究现状、国内外小卫星技术的最新进展,并着重介绍了浙大皮星二号可展开结构项目的研制过程及成果意义。为确保小型航天器预应力可展开结构的锁紧释放可靠,设计了一种新型的热刀式锁紧释放装置。介绍了装置的基本原理及构造,改进了热刀电热元件的设计,对热刀装置进行了热仿真分析与电热性能测试；通过锁紧捆绳的参数对比与试验,选择了Dyneema绳并说明了捆绳蠕变控制方案,试验研究了捆绳预紧力与收拢锁定状态结构基频及平均熔断时间的关系并确定了捆绳预紧力的准确值；提出了标准化的预紧力施加装置及施加方案；最后进行了解锁功能试验验证了装置的可行性。针对星载预应力可展开结构收拢状态缺乏明确的判定标准,且需满足运载火箭主动飞行段力学环境要求的难点,提出了整星“稳定”收拢状态的确定标准,并对其“稳定”收拢状态下结构的强度、刚度进行有限元分析和相关试验验证,为后续预应力可展开结构收拢状态的研究提供了借鉴。基于星载预应力可展开结构,通过试验研究了捆绳预紧力与收拢状态结构基频及平均熔断时间的关系并确定了捆绳预紧力；利用ANSYS对整星“稳定”收拢状态进行了有限元建模及强度、模态分析；通过振动台试验和锤击法测基频试验对比验证了有限元分析结果的合理性。对其进行了可靠性预计,并分别从系统层面,经典的故障树法理论,以及通过ADAMS的展开仿真对其进行了相关可靠性分析。结果表明,该可展开结构的设计合理,可靠性高,满足航天的要求。最后给出了可展开结构整个的装配工艺流程,以便为工作人员提供安装指导并协调安装。
褚佳承[4]2018年在《皮卫星柔性综合电子系统技术研究》文中指出得益于微电子技术、软件技术等迅猛发展,成本低、研制周期短、功能密度高、灵活性强的微小卫星,特别是皮纳卫星逐渐成为现代航天技术研究热点之一。而伴随着我国经济高速发展,国家对航天事业的支持与日俱增。作为皮纳卫星核心系统,综合电子系统承担了整星控制、数据采集和处理以及星地通信数据处理等功能。本文以国内首颗应用型皮纳卫星——浙江大学皮星二号(ZDPS-2)卫星及后续卫星任务为基础,对柔性综合电子系统技术开展相关研究和实现,主要工作及成果列举如下:(1)通过几颗卫星任务分析,对综合电子系统关键接口性能进行了改善,存储器(Nand-Flash)单页写入时间减少了 20.6%,校时系统时漂减少了 46.1%,遥测/数传系统单字节数据传输耗时减少了 86.1%。并研究了基于FPGA的在轨任务重构,为在轨故障诊断与软件更新提供了借鉴方案。最后,研制了柔性综合电子系统样机,通过测试表明满足任务要求。(2)针对多处理器矩阵+FPGA系统架构,对综合电子系统可靠性、性能与能耗叁者关联性进行了分析。通过建模与实际分析,提出了处理器矩阵工作模式切换与任务分配策略,用实例验证了结果的正确性。综上所述,本文对处理器阵列工作模式切换策略、关键接口性能等柔性综合电子系统技术开展研究,并研制了柔性综合电子系统样机,具备工作模式切换、接口灵活调整等能力,可适应不同卫星型号应用需求。
参考文献：
[1]. 皮卫星星载控制处理系统的可靠性研究[D]. 陈光重. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）. 2004
[2]. 高可靠皮卫星综合电子系统研究[D]. 童杰文. 浙江大学. 2014
[3]. 星载可展开结构若干关键技术问题的研究[D]. 曹长明. 浙江大学. 2016
[4]. 皮卫星柔性综合电子系统技术研究[D]. 褚佳承. 浙江大学. 2018
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