一、应用MEMS技术加快微小卫星及微卫星的发展（论文文献综述）
熊泰然,陈雯雯,陈宏宇,高海云,吉言超[1]（2021）在《基于自适应KF动态虚拟陀螺数据融合算法的研究》文中研究表明微机电系统（MEMS）陀螺与光纤陀螺相比,传感器的精度较低。为了提高MEMS陀螺的精度,通过组合多个相同陀螺实现虚拟陀螺的功能,同时提高虚拟陀螺的静态和动态性能。通过分析陀螺的Allan方差,并考虑陀螺之间的相关性,建立陀螺的测量模型;使用自回归（AR）模型建立预测模型,对卡尔曼滤波（KF）算法进行优化;搭建多MEMS陀螺仪硬件平台,获取数据并实时计算,融合多陀螺数据输出最优估计值,使用高精度转台分别在静态和动态条件下测试滤波效果。实验结果表明:静态条件下虚拟陀螺误差的方差可降低为单个陀螺的1/94,动态条件下降低为单个陀螺的1/18。基于自适应KF的虚拟陀螺可以显着提高精度。
高世杰,吴佳彬,刘永凯,马爽,牛艳君,杨会生[2]（2020）在《微小卫星激光通信系统发展现状与趋势》文中指出空间激光通信凭借其速率高、体积小、质量轻和功耗低的优势,成为卫星间高速通信不可或缺的有效手段,特别在微小卫星应用场合,更能体现激光通信的优势。文章详细介绍了微小卫星激光通信技术领域最新的研究进展。在此基础上,总结了需要突破的同轨终端轻小型化、异轨终端轻小型化、大气湍流影响抑制等关键技术,归纳了工程化应用、双工通信、单点对多点、国产化和批产能力5个方面的发展趋势。
王峰,牛诗博,岳程斐,吴凡,陈雪芹[3]（2020）在《阿斯图微卫星姿态控制系统设计》文中指出阿斯图微卫星是一颗由哈尔滨工业大学牵头研制,在中俄工科大学联盟（ASRTU）合作框架下研制的一颗12U立方星,本文针对阿斯图微卫星任务进行了姿态控制系统设计及仿真分析。首先介绍了阿斯图微卫星的控制指标,通过指标分解确定了姿态敏感器及执行机构的主要性能指标。接着,根据星上敏感器的配置情况,设计了多种定姿和控制方案,并对各控制模式间的切换逻辑进行了设计。卫星姿态确定采用了基于陀螺和星敏感器的扩展卡尔曼滤波算法,姿态控制采用了偏差四元数和偏差角速度反馈的PD控制方法。仿真结果表明:星敏感器有效时,姿态确定精度优于20″,姿态指向精度优于0.05°,稳定度优于0.01 （°）/s,能够满足阿斯图立方星的任务要求。
杨腾龙[4]（2020）在《平面式固体化学微推进器的设计、制作及性能研究》文中研究说明平面式固体化学微推进器作为微小卫星的微推进系统,具有结构简单、响应迅速以及推力可调的优点。本文以SU-8光刻胶和PCB板作为主体材料设计并制作了两种不同尺寸的平面式固体化学微推进器,研究了恒流激励镍铬薄膜点火桥的换能规律,开展了推进剂的配方设计和性能研究,成功对微推进器进行点火和微冲量测试。具体研究如下:平面式固体化学微推进器形似“夹心饼干”,其结构包括:点火电路层,燃烧室层（微药室和拉瓦尔（Laval）喷管）以及密封层。采用镍铬薄膜点火桥作为点火元件,金材料作为引线焊盘,PCB板作为密封层,SU-8光刻胶和PCB板作为两种不同尺寸的燃烧室层的主体材料。设计了一种双V型的镍铬薄膜点火桥,满足1A1W5min不发火的要求。随后研究了它在恒流激励下的换能规律,实验表明,点火桥5min的50%熔断电流是1.785A,50ms的50%爆发电流是3.220A。使用Comsol软件模拟了点火桥的升温过程,结果显示V型桥的拐角处升温速率最快。研究了点火桥与铝热剂的能量匹配关系,实验表明镍铬薄膜复合Al/Cu O/NC发火件的50ms的临界发火电流为3.052A。使用静电喷雾法组装硼/硝酸钾,硼和硝酸钾颗粒均匀地分散在NC粘结剂中,通过SEM、DSC、T-jump点火温度以及密闭爆发器实验,研究了NC对B/KNO3性能的影响。结果表明,NC可以提高硼/硝酸钾的燃烧性能和产气量。使用SU-8光刻胶和PCB板制作了燃烧室层,讨论了涂覆甩胶、前烘、曝光和显影对光刻结果的影响,实验表明适量增加前烘时间有利于消除二次甩胶造成的界面差异,曝光不足易引起溶胀现象,显影时间不足导致线宽偏差较大。采用MD130胶对平面式固体化学微推进器实现了密封键合,使用微冲量测试平台测试推进性能,对SU-8光刻胶制作的微推进器装填纳米铝热剂1.9mg,获得冲量127.9μN·s,点火持续时间为0.2ms。对PCB板制作的微推进器采用两层装药,底层纳米铝热剂油墨为0.9mg,主装B/KNO3/NC7.5%12.0mg,获得冲量1231.7μN·s,点火持续时间为4.9ms。
宋凯男[5]（2019）在《基于STM32的3U立方星星务和姿态控制器设计》文中指出立方星作为一种新的卫星部署方式,逐步在遥感、通信、空间安全等领域成为小卫星发展的主流,通过网络组建技术形成卫星星座系统,可实现对海洋、大气环境、船舶、航天、航空飞行器等的监测,也可应用于空间成像、通信、大气研究、生物学研究,以及新技术试验平台等方面。星务管理和姿态控制是立方星在轨正常运行的重要保障,也是实现其他功能的基础,因此设计一套稳定可靠的星务管理和姿态控制系统是立方星技术研究的重要内容。本文根据立方星星务管理和姿态控制的功能需求,基于STM32微控制器设计一套用于星务管理和姿态控制的星载计算机硬件模块,同时在硬件基础上实现星务管理和姿态控制软件设计,并通过实验验证其可靠性。本文首先对3 U立方星的星务管理和姿态控制进行总体需求分析,在分析基础上完成星务管理和姿态控制的总体方案设计,介绍各相关模块的作用和参数并设计各模块与星载计算机的通信方式,设计基于STM32微控制器的星载计算机硬件模块;其次,对3U立方星卫星任务进行分析,对卫星任务进行任务划分和任务优先级划分,选择FreeRTOS操作系统作为任务调度管理平台,实现卫星任务的管理和调度,完成星务软件设计;再次,分析3U立方星姿态控制特点,确定姿态控制方案和姿态控制算法,完成立方星姿态控制软件设计;最后,对姿态控制进行仿真分析并对立方星进行整星软件测试、磁模拟实验、高低温实验以及遥测遥控实验,验证软硬件设计的稳定性和可靠性。
康宝鹏,赵学聪,乔大勇,马志波,李昭,吴树范,张传鑫[6]（2017）在《MEMS冷气推力器的制作和热性能研究》文中研究表明为了研究MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）冷气推力器的热性能,介绍了一种MEMS冷气推力器的设计和制作,该推力器体积小（40mm×20mm×1mm）,重量轻（1g）,功耗低。对推力器加热丝不同电压和环境下进行了热仿真,对组装到电路板上的推力器模块进行了热测试。结果表明:常温常压下,8V的驱动电压,经过230s后,推力器加热丝的温度可达到80℃以上,与仿真结果趋势相同,可预见真空中,8V电压下可满足推进剂对加热腔温度的需求。
李明[7]（2016）在《微小卫星发展的若干思考》文中进行了进一步梳理微小卫星具有功能密度高、技术发展快、研制周期短、开发成本低、部署应用灵活等特点。新技术的发展、商业资本的不断投入、发射模式的多样化等因素,使微小卫星在近年来得到快速发展。微小卫星的应用模式发展多样化,技术不断创新且受互联网思维影响,将在通信、遥感、导航、深空探测和科学技术试验领域具有巨大的应用潜力。我国在发展微小卫星时应同时关注技术发展和政策机制,把握前沿技术和创新模式,考虑大规模运行可能带来的问题,并从政策机制上做好统筹规划,以推动微小卫星技术创新发展。
余礼杰[8]（2016）在《基于MPPT的微小卫星电源系统的设计、实现与优化》文中认为微小卫星相比于传统卫星具有功能密度高、技术性能高、灵活性强、投资与运营成本低、建设周期短等诸多优点,在卫星技术的发展中拥有很大的潜力。继ZDPS-1A成功发射后,时隔5年,浙江大学于2015年9月20日又发射了性能更好、指标更高、功能更复杂的ZDPS-2微小卫星。目前,ZDPS-2卫星已在轨正常运行3月有余,其电源系统功能正常,性能良好。本课题立足于ZDPS-2卫星电源系统的研制设计,并对设计中的一些不足之处进行改进,提出了一种小型、高效、高可靠性的基于MPPT的电源系统设计方案。本文首先简要介绍了ZDPS-2卫星电源系统的组成,以及各个组成部分的设计思路。在此基础上详细介绍了ZDPS-2卫星电源系统MPPT模块的设计,称为单模式MPPT模块。单模式MPPT采用扰动观察法作为MPPT算法,FSBB拓扑作为MPPT功率电路拓扑,以及主控管同时导通或关断的工作方式。地面试验以及在轨试验表明,单模式MPPT追踪效率达98%以上,追踪速度达1s以内。但是MPPT主功率电路效率较低,基本在71%-87%,导致MPPT输出功率并没有提升。针对单模式MPPT功率电路效率低的问题,提出了三模式MPPT作为改进方案,并且从理论和实验两个方面论证了改进方案的有效性。三模式MPPT即改变原本的主控管同时导通或关断的工作方式,使FSBB拓扑在Buck、直通、Boost三种模式之间切换工作。测试结果表明,三模式MPPT追踪效率和追踪速度与单模式MPPT相当,但在主功率电路上有超过10%的效率提升。
杜少鹤[9]（2015）在《MEMS陀螺仪组合系统及滤波算法设计》文中提出微小卫星凭借其发射灵活、成本低、功能密度高、研制周期短等一系列优势,成为当前国际空间技术研究的热点。MEMS陀螺仪具有体积小、耗能低、重量轻、惯性小、带宽大、易于集成且成本低等一系列优点,因此有望广泛地应用在微小卫星姿轨控制系统中。本课题来源于某研究院的横向课题,主要为了实现MEMS陀螺仪在微小卫星姿轨控制系统中的应用。为实现对MEMS陀螺仪数据的采集、分析、滤波与储存,构建了一套MEMS陀螺仪组合系统,主要包括下位机数据采集系统与上位机数据接收系统。前者主要通过采用高度集成的片上So C Smart Fusion2系列处理器实现对高精度MEMS陀螺仪CRG20数据的采集与滤波功能,后者主要实现数据接收、解算、显示及储存功能。为了便于调试、移植、应用并减小系统电路板的面积,下位机系统采用模块化设计思想,通过底板提供控制电源及RS-422、CAN、SPI等通信接口,其它各功能模块,包括核心板模块、微陀螺模块、ADC模块、无线模块等均能插于底板上。最终实现了CRG20信号的采集、滤波、实时显示与存储。针对MEMS陀螺精度低、随机噪声大等应用瓶颈问题,设计了一种基于自回归模型（Autoregressive,AR）的Kalman滤波算法。通过利用Allan方差对CRG20测量数据进行噪声分析,建立了CRG20随机漂移误差的AR数学模型;为利用误差模型输出陀螺仪角速度真值,在滤波器状态向量中加入真值状态,进而得到Kalman滤波器状态方程;CRG20的输出数据作为测量信号,建立Kalman滤波器测量方程。系统过程噪声项和测量噪声项的方差Q、R,分别选取陀螺仪速率随机游走噪声系数和角度随机游走系数。然后对Kalman滤波器进行Matlab仿真,并分析AR模型参数和Q、R参数的取值对Kalman滤波器的滤波效果的影响。最后,将Kalman滤波汇编为c语言程序移植到下位机中,实现实时在线滤波。仿真结果表明,本文设计的Kalman滤波器参数选取得当,可以有效地滤除高频噪声,显着提高信号的输出精度和平滑性,能够跟踪上对快速性要求不高的卫星姿态变化信号。
马鑫[10]（2015）在《复杂约束下的卫星结构机构设计与动力学仿真分析》文中研究表明航天技术作为当今世界最具带动性与挑战性的高科技领域之一,已经成为国家综合实力、国家命运以及国家政治的重要性标志。航天器是在地球大气层以外对宇宙空间进行探索、开发和利用等执行特定空间任务的飞行器,航天器结构机构分系统设计及其结构动力学仿真分析技术是非常重要的航天器技术问题之一,它们对保证空间科学探测任务成功实施具有很关键的作用。越来越受到重视的体积小、质量轻、功能强、高可靠的集约型航天器,由于其设计约束严格,使得结构机构分系统设计变得十分困难,复杂约束条件下的航天器结构机构分系统设计以及相关的结构动力学问题急需一套具体可行的设计方法予以指导。本文以DSL、分离载荷项目中的航天器结构机构设计为应用背景,通过运用“约束围绕式”设计方法,对项目中主星、子星在复杂多约束条件下进行了相关的结构机构设计与有限元仿真分析,得到了较为满意的航天器整体结构机构设计方案,验证了设计方法的可行性与实用性;以方形太阳帆航天器深空探测项目为应用背景,通过对三种模型的有限元建模、分析、验证计算,得到了方形太阳帆航天器结构姿态耦合系数矩阵计算的一套处理方法,为其进行姿态控制分系统设计提供了参数基础。本文的主要工作和创新点如下:1、在航天器结构机构设计方法方面,提出了一种在总体设计层面适用于复杂多约束条件下航天器结构机构设计的“约束围绕式”设计方法,提出了对于具有复杂多约束设计背景问题处理过程中的自然约束条件自我分析与耦合分析两大模块。通过以DSL、分离载荷项目中的航天器结构机构设计为应用背景,分别对子星与主星的结构设计工作进行了设计约束条件的自我分析与耦合分析,明确了关键约束条件与核心约束条件,降低了迭代设计过程50%以上的复杂度,对复杂多约束的强耦合性进行了一定程度的解耦,加快了迭代过程至少一倍以上的速度,获得了较为满意的结构机构设计方案,通过了有限元结构仿真验证,解决了具有复杂多约束的结构机构设计难题。2、针对大型方形太阳帆航天器,利用“约束围绕式”分析方法分析了其大量模态质量百分比密集性特性,提出了一种耦合系数矩阵求解的模型简化、定量验证的成套计算方法,针对具体的方形太阳帆航天器模型给出了两种简化等效模型,分别进行了有限元非线性静力仿真分析与预应力模态仿真分析;结合挠性航天器中心刚体加挠性附件耦合系数矩阵有限元计算理论,通过有限元分析,得出了满足惯量完备性的耦合系数矩阵;结合简化模型在姿态控制理论上的合理性分析,解决了无法通过模态质量百分比进行模态提取来满足惯量完备性的方形太阳帆航天器完整模型的耦合系数矩阵计算问题。本文进行的复杂约束条件结构机构设计与挠性结构耦合系数矩阵计算的研究分析工作,解决了特定结构形式航天器的结构机构设计与耦合动力学仿真计算问题,在理论研究层面与具体可行方法层面具有学术参考价值,对我国航天器结构机构技术的发展具有重要意义。
二、应用MEMS技术加快微小卫星及微卫星的发展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、应用MEMS技术加快微小卫星及微卫星的发展（论文提纲范文）
（1）基于自适应KF动态虚拟陀螺数据融合算法的研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 陀螺仪模型分析 |
| 2 自适应卡尔曼滤波器设计 |
| 2.1 状态空间模型 |
| 2.2 卡尔曼滤波器改进 |
| 3 实验及结果分析 |
| 3.1 静态滤波结果 |
| 3.2 动态滤波结果 |
| 4 结束语 |
（2）微小卫星激光通信系统发展现状与趋势（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 微小卫星激光通信系统发展现状 |
| 2.1 OCSD |
| 2.2 CLICK-B/C |
| 2.3 VSOTA |
| 2.4 FITSAT-1 |
| 2.5 OPTEL-μ |
| 2.6 Mynaric CONDOR |
| 2.7 行云Laser Fleet T5 |
| 2.8 小结 |
| 3 微小卫星激光通信的关键技术 |
| 3.1 星间同轨激光通信终端轻小型化 |
| 3.2 星间异轨激光通信终端轻小型化 |
| 3.3 星地通信大气影响抑制技术 |
| 4 发展趋势 |
| 4.1 太空互联网大发展将加快微小卫星激光通信技术从演示验证向工程应用的步伐 |
| 4.2 终端双向传输能力需求 |
| 4.3 单点对多点通信能力需求 |
| 4.4 整机国产化能力需求 |
| 4.5 批量生产及低成本能力需求 |
| 5 结束语 |
（3）阿斯图微卫星姿态控制系统设计（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 姿态控制系统简介 |
| 2.1 控制系统功能需求 |
| 2.2 卫星姿态动力学 |
| 2.3 敏感器和执行机构 |
| 3 姿态确定方案 |
| 3.1 姿态直接确定方法 |
| 3.1.1 单个星敏感器定姿 |
| 3.1.2 双恒星矢量定姿 |
| 3.1.3 太阳敏/磁强计双矢量定姿 |
| 3.1.4 陀螺角速度积分定姿 |
| 3.2 滤波定姿方法 |
| 4 姿态控制方案 |
| 4.1 姿态控制模式 |
| 4.1.1 安全模式 |
| 4.1.2 速率阻尼模式 |
| 4.1.3 对日三轴稳定模式 |
| 4.1.4 对轨道/任务三轴稳定模式 |
| 4.1.5 凝视模式 |
| 4.1.6 飞轮卸载模式 |
| 4.2 控制模式自动切换 |
| 5 仿 真 |
| 5.1 初始条件 |
| 5.2 姿态确定系统精度分析 |
| 5.3 姿态控制系统精度分析 |
| 6 结 论 |
（4）平面式固体化学微推进器的设计、制作及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 微推进系统的研究背景和意义 |
| 1.2 微推进系统的研究进展 |
| 1.2.1 冷气微推进器 |
| 1.2.2 电阻加热微推进器 |
| 1.2.3 场效应静电微推进器 |
| 1.2.4 α微推进器 |
| 1.2.5 化学微推进器 |
| 1.3 平面式微推进器研究进展 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 2 平面式固体化学微推进器的设计 |
| 2.1 平面式微推进器总体设计 |
| 2.2 平面式微推进器燃烧室层的设计 |
| 2.2.1 平面式微推进器燃烧室层结构的设计 |
| 2.2.2 平面式微推进器燃烧室层主体材料选择 |
| 2.3 平面式微推进器密封层的设计 |
| 2.4 平面式微推进器点火层的设计 |
| 2.4.1 引线的选择 |
| 2.4.2 点火桥的选择 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 点火桥的设计与性能研究 |
| 3.1 镍铬薄膜点火桥的设计 |
| 3.1.1 镍铬薄膜点火桥的结构设计 |
| 3.1.2 镍铬薄膜点火桥的制作 |
| 3.2 镍铬薄膜点火桥的热安全性能表征 |
| 3.3 恒流作用下点火桥表面温度变化 |
| 3.3.1 Comsol仿真模拟点火桥表面温度变化 |
| 3.3.2 红外热像仪监测点火桥表面温度变化 |
| 3.4 镍铬薄膜点火桥换能规律研究 |
| 3.4.1 5min临界熔断电流研究 |
| 3.4.2 50ms临界爆发电流研究 |
| 3.5 镍铬薄膜点火桥与药剂能量匹配关系研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 平面式固体化学微推进器药剂研究 |
| 4.1 硼/硝酸钾药剂的制备 |
| 4.1.1 实验药品试剂 |
| 4.1.2 硼/硝酸钾前驱液制备 |
| 4.1.3 高压静电喷雾制备硼/硝酸钾药剂 |
| 4.2 硼/硝酸钾药剂的表征 |
| 4.2.1 硼/硝酸钾药剂的形貌表征 |
| 4.2.2 硼/硝酸钾药剂的热力学表征 |
| 4.3 硼/硝酸钾T-jump点火温度测试 |
| 4.3.1 T-jump快速升温点火测试原理 |
| 4.3.2 硼/硝酸钾的点火温度 |
| 4.4 密闭燃烧器内硼/硝酸钾的燃烧性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 平面式固体化学微推进器的制作 |
| 5.1 光刻技术和光刻胶的简介 |
| 5.1.1 光刻技术的介绍 |
| 5.1.2 SU-8 光刻胶 |
| 5.1.3 SU-8 光刻胶的光刻原理 |
| 5.2 SU-8 光刻胶制作燃烧室层结构 |
| 5.2.1 实验设备和试剂 |
| 5.2.2 实验制作过程 |
| 5.2.3 实验结果讨论 |
| 5.3 PCB板工艺制作点火层和燃烧室层 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 平面式固体化学微推进器封装和性能测试 |
| 6.1 微推进器低温键合 |
| 6.2 微药室装药 |
| 6.3 微推进器推力性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结与讨论 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）基于STM32的3U立方星星务和姿态控制器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 国外立方星研究现状 |
| 1.2.2 国内立方星研究现状 |
| 1.2.3 立方星星务及姿控研究现状 |
| 1.2.4 立方星发展趋势 |
| 1.3 论文主要研究内容及组织结构 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 论文组织结构 |
| 第2章 3U立方星星务及姿控硬件设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 星务及姿控需求分析 |
| 2.3 星务及姿控硬件总体方案 |
| 2.4 星务及姿控相关模块接口设计 |
| 2.4.1 GPS接收机模块 |
| 2.4.2 三轴磁强计模块 |
| 2.4.3 太阳敏感器模块 |
| 2.4.4 MEMS陀螺 |
| 2.4.5 偏置动量轮模块 |
| 2.4.6 三轴磁力矩器模块 |
| 2.4.7 测控模块 |
| 2.4.8 电源控制器模块 |
| 2.5 星载计算机模块设计 |
| 2.5.1 ADC采集电路设计 |
| 2.5.2 配电控制电路设计 |
| 2.5.3 104接口电路设计 |
| 2.5.4 其他接口电路设计 |
| 2.5.5 SPI FLASH电路设计 |
| 2.5.6 下载调试电路设计 |
| 2.5.7 微控制器电路设计 |
| 2.5.8 星载计算机模块电路板 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 3U立方星星务软件设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 星务软件设计分析 |
| 3.3 星务软件板级支持层设计 |
| 3.3.1 GPS接收机模块设计 |
| 3.3.2 三轴磁强计模块设计 |
| 3.3.3 太阳敏感器模块设计 |
| 3.3.4 MEMS陀螺设计 |
| 3.3.5 偏置动量轮模块设计 |
| 3.3.6 三轴磁力矩器模块设计 |
| 3.3.7 天线模块设计 |
| 3.3.8 测控收发机模块设计 |
| 3.4 星务软件应用层设计 |
| 3.4.1 星务任务创建 |
| 3.4.2 星务任务调度 |
| 3.4.3 遥控相关任务实现 |
| 3.4.4 遥测相关任务实现 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 3U立方星姿控软件设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 立方星姿态控制分析 |
| 4.3 立方星姿态控制算法 |
| 4.3.1 阻尼控制 |
| 4.3.2 俯仰姿态控制 |
| 4.3.3 章动和进动控制 |
| 4.3.4 Y轴角速率控制 |
| 4.4 立方星姿态控制软件设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 姿控仿真和立方星实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 姿态控制仿真分析 |
| 5.3 立方星实验测试 |
| 5.3.1 星务软件测试 |
| 5.3.2 磁强计校准及磁模拟实验 |
| 5.3.3 高低温实验 |
| 5.3.4 测控实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结和展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（6）MEMS冷气推力器的制作和热性能研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 MEMS推力器的设计 |
| 3 MEMS推力器热仿真 |
| 3.1 真空中MEMS推力器热仿真 |
| 3.2 常温常压下MEMS推力器热仿真 |
| 3.3 隔离带对MEMS推力器的热影响 |
| 4 MEMS推力器的制作 |
| 5 MEMS推力器的热测试 |
| 6 结论 |
（7）微小卫星发展的若干思考（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 多元因素推动微小卫星快速发展 |
| 2.1 微小卫星技术发展,推动微小卫星业务化 |
| 2.2 信息技术催生新应用,扩大微小卫星需求 |
| 2.3 微小卫星成为商业资本不断投入的切入点 |
| 2.4 发射模式多样化,提高微小卫星的发射效率 |
| 3 微小卫星发展思路探讨 |
| 3.1 不同功能定位采用不同的发展模式 |
| 3.2 新理念带动微小卫星技术创新 |
| 3.3星座组网将成为微小卫星发挥效能的重要途径 |
| 4 微小卫星发展的启示与建议 |
| 4.1 国外微小卫星发展的启示 |
| 4.1.1 微小卫星发展是值得关注的应用方向 |
| 4.1.2 微小卫星发展可能带来的问题 |
| 4.2 对我国微小卫星发展的建议 |
| 5 结束语 |
（8）基于MPPT的微小卫星电源系统的设计、实现与优化（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微小卫星电源系统发展现状 |
| 1.2.1 电源系统各部件的发展 |
| 1.2.2 电源系统拓扑结构的发展 |
| 1.3 MPPT是实现ZDPS-2能量平衡的关键技术 |
| 1.4 浙大微小卫星关于MPPT的研究现状 |
| 1.5 本论文的工作 |
| 1.6 本论文创新点 |
| 第2章 ZDPS-2卫星电源系统设计 |
| 2.1 本章引言 |
| 2.2 ZDPS-2电源系统简介 |
| 2.2.1 电源系统构成 |
| 2.2.2 电源系统工作方式 |
| 2.2.3 电源系统关键指标 |
| 2.3 ZDPS-2电源系统硬件设计 |
| 2.3.1 太阳能电池阵 |
| 2.3.2 锂电池组 |
| 2.3.3 电源控制设备 |
| 2.3.4 电源变换器 |
| 2.4 ZDPS-2电源系统软件设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 ZDPS-2卫星MPPT模块设计 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 MPPT基本原理与算法 |
| 3.2.1 太阳电池特性 |
| 3.2.2 MPPT原理 |
| 3.2.3 MPPT算法 |
| 3.3 ZDPS-2卫星MPPT功率电路设计 |
| 3.3.1 ZDPS-2卫星MPPT结构 |
| 3.3.2 ZDPS-2卫星串联开关调节器拓扑 |
| 3.3.3 ZDPS-2卫星MPPT功率电路设计 |
| 3.4 ZDPS-2卫星MPPT控制系统设计 |
| 3.4.1 ZDPS-2卫星MPPT控制系统简介 |
| 3.4.2 控制系统核心FPGA |
| 3.4.3 电压电流采样 |
| 3.4.4 MOS管驱动 |
| 3.5 ZDPS-2卫星MPPT算法设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 MPPT模块的地面验证和在轨试验 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 占空比扰动频率的选择 |
| 4.3 开关控制信号PWM死区时间 |
| 4.4 MPPT模块地面测试 |
| 4.4.1 测试平台 |
| 4.4.2 静态MPPT追踪测试 |
| 4.4.3 动态MPPT追踪测试 |
| 4.5 MPPT模块在轨试验 |
| 4.5.1 MPPT在轨试验数据分析 |
| 4.5.2 MPPT功率电路效率与DET电路效率测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 MPPT模块的优化与改进 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 MPPT模块改进分析 |
| 5.2.1 FSBB损耗分析 |
| 5.2.2 MPPT改进原理 |
| 5.2.3 三模式MPPT功率电路设计 |
| 5.3 三模式MPPT算法 |
| 5.4 三模式MPPT测试 |
| 5.4.1 静态三模式MPPT追踪 |
| 5.4.2 动态三模式MPPT追踪 |
| 5.4.3 三模式MPPT功率电路效率 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（9）MEMS陀螺仪组合系统及滤波算法设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外MEMS陀螺仪研究现状及分析 |
| 1.2.1 MEMS陀螺仪主要应用 |
| 1.2.2 国内外MEMS陀螺仪主要型号 |
| 1.2.3 国外使用MEMS陀螺仪的航天器 |
| 1.3 MEMS陀螺仪滤波算法研究现状 |
| 1.3.1 MEMS陀螺仪常用滤波算法 |
| 1.3.2 MEMS陀螺仪滤波算法的研究与应用实例 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 MEMS陀螺仪基本特性 |
| 2.1 MEMS陀螺仪噪声特性及其性能指标 |
| 2.2 Allan方差分析方法 |
| 2.2.1 Allan方差定义 |
| 2.2.2 MEMS陀螺仪各项随机误差辨识 |
| 2.2.3 Allan方差测试要点 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 MEMS陀螺仪组合应用系统构建 |
| 3.1 硬件系统总体设计 |
| 3.2 系统CPU设计 |
| 3.2.1 CPU选型 |
| 3.2.2 CPU开发环境 |
| 3.2.3 CPU片内逻辑设计 |
| 3.3 MEMS陀螺仪CRG20 模块硬件设计 |
| 3.4 MEMS陀螺仪数据采集程序设计 |
| 3.4.1 CRG20 通信时序 |
| 3.4.2 采集程序设计 |
| 3.5 上位机数据采集设计 |
| 3.5.1 与上位机通信接口设计 |
| 3.5.2 上位机采集软件设计 |
| 3.5.3 上位机采集软件功能 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 MEMS陀螺仪滤波算法研究 |
| 4.1 MEMS陀螺仪数学模型 |
| 4.1.1 时间序列模型结构 |
| 4.1.2 AR模型建模流程 |
| 4.1.3 陀螺仪残差信号建模 |
| 4.2 Kalman滤波器设计 |
| 4.2.1 离散型kalman滤波方程 |
| 4.2.2 Kalman滤波器设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 测试与分析 |
| 5.1 数据采集环境 |
| 5.2 基于Allan方差方法分析MEMS陀螺仪各项性能 |
| 5.2.1 Matlab程序设计 |
| 5.2.2 结果分析 |
| 5.3 滤波器测试 |
| 5.3.1 滤波器形式 |
| 5.3.2 Matlab程序框图 |
| 5.4 结果分析 |
| 5.4.1 AR模型系数? 对Kalman滤波效果的影响 |
| 5.4.2 Q/R对Kalman滤波效果的影响 |
| 5.4.3 下位机实现实时滤波效果 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（10）复杂约束下的卫星结构机构设计与动力学仿真分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微小卫星发展现状 |
| 1.2.2 结构构型设计 |
| 1.2.3 载荷布局设计 |
| 1.2.4 分离释放机构设计 |
| 1.2.5 挠性结构问题 |
| 1.3 论文主要内容与结构安排 |
| 第二章 航天器结构机构设计理论及复杂约束处理方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 航天器结构设计基本理论 |
| 2.2.1 结构构型设计 |
| 2.2.2 结构设计要求确定 |
| 2.2.3 结构材料、连接方式选择 |
| 2.2.4 结构初步设计分析与方案遴选确定 |
| 2.2.5 结构详细设计 |
| 2.3 航天器机构设计基本理论 |
| 2.3.1 机构设计特点与基本原则 |
| 2.3.2 机构设计基本技术要求 |
| 2.3.3 压紧与释放机构设计要素 |
| 2.4 结构分析有限元数值方法基本理论 |
| 2.4.1 有限元基本计算方法 |
| 2.4.2 结构动力学有限元分析理论 |
| 2.4.3 几何非线性有限元分析理论 |
| 2.5 结构机构复杂约束设计处理方法 |
| 2.5.1“约束围绕式”设计方法定义与结构 |
| 2.5.2 自然约束条件分析与关键约束条件提取 |
| 2.5.3 初步总体设计与最终总体设计 |
| 2.5.4 设计方法要素说明 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 一主多从DSL微小卫星结构机构方案设计与仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 子星结构方案设计与仿真 |
| 3.2.1 设计输入分析与确定 |
| 3.2.2 CZ阶段的星上设备布局设计 |
| 3.2.3 ZZ阶段的子星设备布局设计完善 |
| 3.2.4 ZZ阶段的子星主框架结构设计 |
| 3.2.5 ZZ阶段的子星结构完整设计方案 |
| 3.2.6 子星模态有限元仿真 |
| 3.2.7 子星最终总体设计方案总结 |
| 3.3 主星结构方案设计与仿真 |
| 3.3.1 设计输入分析与确定 |
| 3.3.2 CZ阶段的主星构型设计 |
| 3.3.3 ZZ阶段的主星舱内设备布局设计 |
| 3.3.4 ZZ阶段的主星主框架结构设计 |
| 3.3.5 ZZ阶段的主星及整星结构完整设计方案 |
| 3.3.6 主星模态有限元仿真 |
| 3.3.7 主星最终总体设计方案总结 |
| 3.4 夹紧释放机构方案设计 |
| 3.4.1 设计输入与功能要求 |
| 3.4.2 夹紧释放机构总体方案设计 |
| 3.4.3 子星夹紧释放结构设计 |
| 3.4.4 主星夹紧释放机构设计 |
| 3.4.5 夹紧释放机构工作原理 |
| 3.4.6 夹紧释放机构工作过程 |
| 3.4.7 夹紧释放机构设计结论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多维强约束分离载荷结构方案设计与仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 主星结构方案设计与仿真 |
| 4.2.1 设计输入分析与确定 |
| 4.2.2 CZ阶段的主星构型设计 |
| 4.2.3 ZZ阶段的主星舱内设备布局设计 |
| 4.2.4 ZZ阶段的主星主框架结构设计 |
| 4.2.5 ZZ阶段的主星及整星结构完整设计方案 |
| 4.2.6 主星模态有限元仿真 |
| 4.2.7 主星最终总体设计方案总结 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 太阳帆航天器结构耦合动力学计算及机构设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非线性静力学有限元仿真分析 |
| 5.2.1 有限元模型建立 |
| 5.2.2 材料属性 |
| 5.2.3 边界条件与分析工况 |
| 5.2.4 非线性静力分析结果 |
| 5.3 预应力模态有限元仿真分析 |
| 5.3.1 有限元模型建立 |
| 5.3.2 材料属性 |
| 5.3.3 边界条件与分析工况 |
| 5.3.4 预应力模态仿真分析结果 |
| 5.4 结构姿态耦合系数计算 |
| 5.4.1 结构姿态耦合系数有限元计算方法 |
| 5.4.2 太阳帆航天器完整模型耦合系数计算 |
| 5.4.3 太阳帆全杆简化模型耦合系数计算 |
| 5.4.4 太阳帆全帆简化模型耦合系数计算 |
| 5.4.5 太阳帆航天器耦合系数计算总结 |
| 5.5 姿态控制滚转轴稳定机设计 |
| 5.5.1 RSB结构机构设计 |
| 5.5.2 RSB工作原理 |
| 5.5.3 RSB转杆长度设计 |
| 5.5.4 转杆极限转速计算 |
| 5.5.5 RSB转杆设计结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 主要工作及创新点 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间主要的研究成果及参加的科研项目 |
| 主要的研究成果 |
| 主要参加的科研项目 |
| 致谢 |
四、应用MEMS技术加快微小卫星及微卫星的发展（论文参考文献）
- [1]基于自适应KF动态虚拟陀螺数据融合算法的研究[J]. 熊泰然,陈雯雯,陈宏宇,高海云,吉言超. 上海航天(中英文), 2021(06)
- [2]微小卫星激光通信系统发展现状与趋势[J]. 高世杰,吴佳彬,刘永凯,马爽,牛艳君,杨会生. 中国光学, 2020(06)
- [3]阿斯图微卫星姿态控制系统设计[J]. 王峰,牛诗博,岳程斐,吴凡,陈雪芹. 光学精密工程, 2020(10)
- [4]平面式固体化学微推进器的设计、制作及性能研究[D]. 杨腾龙. 南京理工大学, 2020(01)
- [5]基于STM32的3U立方星星务和姿态控制器设计[D]. 宋凯男. 江苏科技大学, 2019(03)
- [6]MEMS冷气推力器的制作和热性能研究[J]. 康宝鹏,赵学聪,乔大勇,马志波,李昭,吴树范,张传鑫. 推进技术, 2017(07)
- [7]微小卫星发展的若干思考[J]. 李明. 航天器工程, 2016(06)
- [8]基于MPPT的微小卫星电源系统的设计、实现与优化[D]. 余礼杰. 浙江大学, 2016(06)
- [9]MEMS陀螺仪组合系统及滤波算法设计[D]. 杜少鹤. 哈尔滨工业大学, 2015(02)
- [10]复杂约束下的卫星结构机构设计与动力学仿真分析[D]. 马鑫. 中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心), 2015(01)