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数字孪生及其应用探索 被引量:857
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作者 陶飞 刘蔚然 +19 位作者 刘检华 刘晓军 刘强 屈挺 胡天亮 张执南 向峰 徐文君 王军强 张映锋 刘振宇 李浩 程江峰 戚庆林 张萌 张贺 隋芳媛 何立荣 易旺民 程辉 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期1-18,共18页
数字孪生是一种集成多物理、多尺度、多学科属性,具有实时同步、忠实映射、高保真度特性,能够实现物理世界与信息世界交互与融合的技术手段。随着数字孪生车间概念的提出,数字孪生在智能制造中的应用潜力得到越来越多的关注。分析了数... 数字孪生是一种集成多物理、多尺度、多学科属性,具有实时同步、忠实映射、高保真度特性,能够实现物理世界与信息世界交互与融合的技术手段。随着数字孪生车间概念的提出,数字孪生在智能制造中的应用潜力得到越来越多的关注。分析了数字孪生在企业应用和理论研究上的进展,基于前期提出的数字孪生的五维结构模型,提出数字孪生驱动的6条应用准则,探索了数字孪生驱动的14类应用设想与实施过程中所需突破的关键问题与技术,为未来开展数字孪生的进一步落地应用提供理论和方法论参考。 展开更多
关键词 数字孪生 数字孪生模型 应用准则 数字孪生应用 智能制造
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数字孪生模型构建理论及应用 被引量:197
2
作者 陶飞 张贺 +13 位作者 戚庆林 徐俊 孙铮 胡天亮 刘晓军 刘庭煜 关俊涛 陈畅宇 孟凡伟 张辰源 李志远 魏永利 朱铭浩 肖斌 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期1-15,共15页
数字孪生作为实现数字化转型和促进智能化升级的重要使能途径,一直备受各行各业关注,已从理论研究走向了实际应用阶段。数字孪生是以多维虚拟模型和融合数据双驱动,通过虚实闭环交互,来实现监控、仿真、预测、优化等实际功能服务和应用... 数字孪生作为实现数字化转型和促进智能化升级的重要使能途径,一直备受各行各业关注,已从理论研究走向了实际应用阶段。数字孪生是以多维虚拟模型和融合数据双驱动,通过虚实闭环交互,来实现监控、仿真、预测、优化等实际功能服务和应用需求,其中数字孪生模型构建是实现数字孪生落地应用的前提。针对如何构建数字孪生模型问题,首先提出了数字孪生模型"四化四可八用"构建准则。基于所提出的构建准则,从"建—组—融—验—校—管"6个方面探索建立了一套数字孪生模型构建理论体系。并基于所提出的数字孪生模型构建准则和理论体系,结合笔者团队承担的国家重点研发计划项目"基于数字孪生的智能生产过程精确建模理论与方法",以数字孪生车间为例,从车间要素实体建模、生产过程动态建模、生产系统仿真建模3个方面对数字孪生车间模型构建理论与技术开展了研究和实践。相关工作期望能为数字孪生构建和进一步落地应用提供理论参考。 展开更多
关键词 数字孪生 智能制造 数字孪生车间 建模 构建准则 理论体系
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空间碎片环境现状与主动移除技术 被引量:74
3
作者 龚自正 徐坤博 +1 位作者 牟永强 曹燕 《航天器环境工程》 2014年第2期129-135,共7页
概述了空间碎片环境现状和对航天活动的影响,讨论了空间碎片主动移除对保持空间碎片环境稳定的必要性。空间碎片研究重心先从防护转向减缓,再转到主动移除,最终是清洁空间。评述了空间碎片主动移除技术现状,指出天基激光主动移除空间碎... 概述了空间碎片环境现状和对航天活动的影响,讨论了空间碎片主动移除对保持空间碎片环境稳定的必要性。空间碎片研究重心先从防护转向减缓,再转到主动移除,最终是清洁空间。评述了空间碎片主动移除技术现状,指出天基激光主动移除空间碎片技术具有很好的工程应用潜力。 展开更多
关键词 空间碎片环境与危害 碎片主动移除 天基激光技术 评述
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基于遗传算法的模糊系统优化设计方法 被引量:47
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作者 王晶 李玉兰 +1 位作者 蔡自兴 沈理 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期699-704,共6页
提出一种带有混合变长编码和模糊变异算子的新型模糊遗传算法,并将其应用到模糊系统的优化设计中.仿真结果表明,这种方法具有即使系统缺乏任何先验知识,也能通过评价学习、遗传优化获得满足系统动态性能的优化控制规则的特点.
关键词 模糊系统 优化设计 遗传算法 模糊控制
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火星及其环境 被引量:49
5
作者 欧阳自远 肖福根 《航天器环境工程》 2012年第6期591-601,共11页
火星环境类似于地球,而探索其生命存在是重大的科学任务。在火星探测中,对火星及其环境的了解与研究是重要的任务目标,事关探测任务的成功实施。文章对国外火星探测已发布的成果进行收集和整理,其中包含大量的相关数据。这些知识和数据... 火星环境类似于地球,而探索其生命存在是重大的科学任务。在火星探测中,对火星及其环境的了解与研究是重要的任务目标,事关探测任务的成功实施。文章对国外火星探测已发布的成果进行收集和整理,其中包含大量的相关数据。这些知识和数据是火星探测任务设计的输入条件,可为我国火星探测计划的制定提供参考依据。 展开更多
关键词 火星环境 火星探测 火星着陆器 火星车 火星重力场 火星地面形貌
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火星探测的主要科学问题 被引量:47
6
作者 欧阳自远 肖福根 《航天器环境工程》 2011年第3期205-217,共13页
在太阳系的行星中,火星与地球之间存在最多的相似之处,因此,火星是一颗承载人类最多梦想的星球。火星有水和生命存在的问题,激发了人类火星探索的好奇心,成为人类持续探测火星的推动力。火星的起源和演化与太阳系形成过程的关系,火星与... 在太阳系的行星中,火星与地球之间存在最多的相似之处,因此,火星是一颗承载人类最多梦想的星球。火星有水和生命存在的问题,激发了人类火星探索的好奇心,成为人类持续探测火星的推动力。火星的起源和演化与太阳系形成过程的关系,火星与类地行星的共性和特性,是当代行星科学研究的重要内容。为了人类社会的可持续发展,火星可否改造成为适宜人类居住的绿色星球——这些是人类在火星探测中必须面对的重大科学问题。只有这些重大科学问题被一一解答,我们才能清晰地去思考地球和人类自身的未来! 展开更多
关键词 火星探测 火星探测器 火星生命 火星形貌特征 火星陨石 火星演化 火星改造
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基于六维力传感器的工业机器人末端负载受力感知研究 被引量:42
7
作者 张立建 胡瑞钦 易旺民 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期439-447,共9页
针对工业机器人末端负载与外界环境接触力的感知需求,在机器人法兰与负载之间设置六维力传感器,并研究一套标定与计算方法,综合考虑负载重力作用、传感器零点、机器人安装倾角等因素,利用不少于3个机器人姿态下的力传感器数据,可求得传... 针对工业机器人末端负载与外界环境接触力的感知需求,在机器人法兰与负载之间设置六维力传感器,并研究一套标定与计算方法,综合考虑负载重力作用、传感器零点、机器人安装倾角等因素,利用不少于3个机器人姿态下的力传感器数据,可求得传感器零点、机器人安装倾角、负载重力大小、负载重心坐标等参数,进一步可消除传感器零点及负载重力对受力感知的影响,精确得到机器人末端负载所受的外部作用力与力矩.实验得到对于重量从320 N到1 917 N的负载,在静态条件下,感知外力的误差在负载重力的0.28%以内,感知外力矩的误差在负载对传感器力矩的0.59%以内. 展开更多
关键词 受力感知 重力补偿 零点标定 六维力传感器 工业机器人
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空间辐射环境单粒子效应研究 被引量:38
8
作者 丁义刚 《航天器环境工程》 2007年第5期283-290,5-6,共8页
文章介绍了空间辐射环境对航天器电子元器件产生的单粒子效应的国内外研究情况,从环境模拟方法、模拟试验设备、单粒子效应及防护以及飞行试验等方面进行了分析比较。文章对国内研究发展提出了一些建设性的建议。
关键词 地外辐射 单粒子效应 环境试验 飞行试验
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小行星监测预警、安全防御和资源利用的前沿科学问题及关键技术 被引量:41
9
作者 龚自正 李明 +1 位作者 陈川 赵长印 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期346-372,共27页
小行星撞击地球事件在历史上经常发生,多次导致地球环境灾变和生物灭绝,是可能导致人类毁灭的重大潜在威胁之一,是国际社会普遍关注的热点问题.同时,近地小行星是近期太空探索与资源开发利用最有价值的目标之一,也是远期太空探索"... 小行星撞击地球事件在历史上经常发生,多次导致地球环境灾变和生物灭绝,是可能导致人类毁灭的重大潜在威胁之一,是国际社会普遍关注的热点问题.同时,近地小行星是近期太空探索与资源开发利用最有价值的目标之一,也是远期太空探索"天然的跳板",是人类增进与展示新技能的试验场,是太空航海时代大国开疆扩土、争取战略资源、竞相抢占的"太空岛屿",必将引领、催生地月经济圈、地外天体采矿、太空制造等太空经济全产业链发展,开辟航天事业新时代.开展小行星研究,将深化人类对太阳系和宇宙乃至生命起源与演化等最根本也最前沿科学问题的认识,具有重大的科学意义.小行星撞击地球的防御问题,也是国际宇航界面临的重大技术挑战之一,与国家安全密切相关,是大国必争的战略和技术制高点.开展近地小天体监测预警防御研究,在攸关全球安危的重大事件面前掌握自主决策权,履行大国义务、体现大国担当,不仅是树立、提升我国负责任大国形象,争夺我国在国际航天事务中的主导权和话语权的必须举措,而且是人类保护自身生存与发展的必然选择,是构建人类命运共同体的重要体现.因此,其重要性、必要性和迫切性不言而喻.本文系统梳理、评述了小行星监测预警、安全防御、资源利用领域的国内外现状与发展趋势,探讨、归纳了所涉及的前沿科学问题、关键技术及相关法规与国际合作问题.分析了我国在该领域存在的问题与差距,基于我国发展需求分析,从顶层布局、系统规划、科学研究、技术发展、工程实施、政策法律构建及国际合作等方面系统性地提出了我国的发展目标与建议.中国正在从航天大国走向航天强国,在小行星监测预警、安全防御、资源利用相关问题上应该有大国思维,有长远眼光,须尽快从各个层面开展行动. 展开更多
关键词 近地小行星 监测预警 安全防御 探测资源利用
原文传递
国外大型太阳模拟器研制技术概述 被引量:34
10
作者 杨林华 李竑松 《航天器环境工程》 2009年第2期162-167,99,共6页
国外航天大国均建有大型太阳模拟器,并在空间探测技术研究中发挥着重要作用。文章介绍了国外典型大型太阳模拟器,给出了其达到的技术指标,较系统地总结了国外大型太阳模拟器研制技术和经验,如准直镜、灯室和光学装校等关键技术的设计思... 国外航天大国均建有大型太阳模拟器,并在空间探测技术研究中发挥着重要作用。文章介绍了国外典型大型太阳模拟器,给出了其达到的技术指标,较系统地总结了国外大型太阳模拟器研制技术和经验,如准直镜、灯室和光学装校等关键技术的设计思路和解决途径,为我国研制大型太阳模拟器提供了技术借鉴和参考。 展开更多
关键词 太阳模拟器 准直镜 光学系统 氙灯 积分器
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航天器总装多余物控制方法探讨 被引量:34
11
作者 熊涛 《航天器环境工程》 2006年第5期277-281,共5页
带有多余的航天产品存在重大的质量事故隐患。文章对航天器总装中的多余物进行了分类,从而分析多余物产生的机理有4大来源:总装工艺过程、零组件及人员带入、贮存过程、有害气体。介绍了多余物的危害,提出了系统控制多余物的思路和多余... 带有多余的航天产品存在重大的质量事故隐患。文章对航天器总装中的多余物进行了分类,从而分析多余物产生的机理有4大来源:总装工艺过程、零组件及人员带入、贮存过程、有害气体。介绍了多余物的危害,提出了系统控制多余物的思路和多余物常用检查及排除的方法。 展开更多
关键词 航天器 多余物 控制方法 贮存过程 有害气体 系统控制 事故隐患 航天产品 工艺过程 组件 质量 物产 危害 思路 人员 检查 机理 分类
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空间辐射环境工程的现状及发展趋势 被引量:34
12
作者 沈自才 闫德葵 《航天器环境工程》 2014年第3期229-240,共12页
空间辐射环境是航天器在轨运行所面临的重要环境要素之一,因其诱发的单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应、表面充放电效应、内带电效应等既可引起航天器材料、器件、结构等在轨损伤、性能退化甚至失效,然而又可以利用其开展空间育种... 空间辐射环境是航天器在轨运行所面临的重要环境要素之一,因其诱发的单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应、表面充放电效应、内带电效应等既可引起航天器材料、器件、结构等在轨损伤、性能退化甚至失效,然而又可以利用其开展空间育种等活动。文章从空间辐射环境与模型、空间辐射效应及机理、空间辐射环境与效应试验的评价标准、空间辐射环境效应试验方法、空间辐射环境与效应地面模拟试验设备、空间辐射环境与效应数值模拟、空间辐射环境与效应飞行试验及抗辐射加固技术等角度对空间辐射环境工程的现状进行了评述,进而提出了空间辐射环境工程各个领域的发展趋势。 展开更多
关键词 空间辐射环境 空间辐射环境效应 地面模拟试验 数值模拟 飞行试验 标准 抗辐射加固 评述
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振动试验中力限控制技术 被引量:32
13
作者 张俊刚 庞贺伟 《航天器环境工程》 2005年第5期253-256,282,共5页
文章阐述了在地面模拟航天器经历的力学环境时,应充分合理地考核航天器的结构;回顾了国内外解决振动试验中过试验问题的方法;全面介绍了振动试验中的力限控制技术。该技术是利用加速度控制的同时,通过限制振动试验中受试产品与工装连... 文章阐述了在地面模拟航天器经历的力学环境时,应充分合理地考核航天器的结构;回顾了国内外解决振动试验中过试验问题的方法;全面介绍了振动试验中的力限控制技术。该技术是利用加速度控制的同时,通过限制振动试验中受试产品与工装连接面作用力的大小,来避免振动试验中的过试验问题。 展开更多
关键词 力限控制 振动试验 结构阻尼 响应控制
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空间电子、质子和紫外综合辐照模拟试验研究 被引量:29
14
作者 冯伟泉 丁义刚 +3 位作者 闫德葵 刘学超 王伟 李冬梅 《航天器环境工程》 2005年第2期69-72,共4页
文章介绍了地面模拟地球同步轨道15年电子、质子和紫外环境的综合辐照模拟试验技术,为长寿命卫星热设计及热控涂层选型提供可靠依据。试验采用空间低能综合环境试验设备、太阳吸收率原位测试系统,针对卫星各种表面材料如S781白漆、SR107... 文章介绍了地面模拟地球同步轨道15年电子、质子和紫外环境的综合辐照模拟试验技术,为长寿命卫星热设计及热控涂层选型提供可靠依据。试验采用空间低能综合环境试验设备、太阳吸收率原位测试系统,针对卫星各种表面材料如S781白漆、SR107-ZK白漆、F46镀银和OSR二次表面镜等进行了空间低能综合辐照试验,与已有的飞行试验数据进行对比研究,结果表明:本次试验能够较准确地反映航天器在轨道上材料的退化现象。 展开更多
关键词 热控涂层 综合辐照 太阳吸收率 原位测量
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临近空间环境及环境试验 被引量:29
15
作者 童靖宇 向树红 《装备环境工程》 CAS 2012年第3期1-4,共4页
从热力学结构、大气成分特征、大气电磁特性等方面介绍了临近空间环境参数,按照临近空间飞行器的平均密度、飞行速度、飞行高度介绍了临近空间飞行器的分类及特点。阐述了临近空间环境试验的方法,并对临近空间环境试验技术的发展提出了... 从热力学结构、大气成分特征、大气电磁特性等方面介绍了临近空间环境参数,按照临近空间飞行器的平均密度、飞行速度、飞行高度介绍了临近空间飞行器的分类及特点。阐述了临近空间环境试验的方法,并对临近空间环境试验技术的发展提出了初步建议。 展开更多
关键词 临近空间 环境 环境效应 环境试验
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月面地形地貌环境模拟初步研究 被引量:22
16
作者 樊世超 贾阳 +1 位作者 向树红 刘闯 《航天器环境工程》 2007年第1期15-20,共6页
文章介绍了在月面巡视探测器室内试验场建设过程中有关月面典型地形地貌环境模拟的初步工作。通过现有关于真实月壤的物理机械性质的总结,考察了利用火山灰模拟月壤的可能性。通过对比分析两者主要的物理机械性质,可以得出:利用加工的... 文章介绍了在月面巡视探测器室内试验场建设过程中有关月面典型地形地貌环境模拟的初步工作。通过现有关于真实月壤的物理机械性质的总结,考察了利用火山灰模拟月壤的可能性。通过对比分析两者主要的物理机械性质,可以得出:利用加工的火山灰模拟月壤用于月面巡视探测器移动性能等试验研究是可行的。为今后深入研究月面地形地貌和月面巡视探测器的地面试验进行了有益的尝试。 展开更多
关键词 月面地形地貌模拟 模拟月壤
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航天器材料空间环境适应性评价与认定准则研究 被引量:27
17
作者 冯伟泉 《航天器环境工程》 2010年第2期139-143,130,共5页
航天器材料空间环境适应性是指航天器材料适应空间环境的能力,同时又是航天器系统级空间环境适应性的基础。确保航天器材料空间环境适应性是航天器研制初期重要环节。文章首先介绍了航天器材料的空间环境适应性类型;其次列举了材料空间... 航天器材料空间环境适应性是指航天器材料适应空间环境的能力,同时又是航天器系统级空间环境适应性的基础。确保航天器材料空间环境适应性是航天器研制初期重要环节。文章首先介绍了航天器材料的空间环境适应性类型;其次列举了材料空间环境适应性评价试验标准体系;然后分析了空间环境适应性评价手段与认定准则,包括选材阶段的评价试验、采购和使用阶段的验收试验以及空间环境适应性的认定。文章对我国航天器材料空间环境适应性评价与认定工作提出若干建议,为航天器材料选择和空间环境适应性控制提供参考。 展开更多
关键词 航天器材料 空间环境 环境适应性 评价试验 认定准则 试验标准
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KFTA太阳模拟器辐照均匀性仿真 被引量:23
18
作者 向艳红 张容 黄本诚 《航天器环境工程》 2006年第5期288-292,共5页
文章着重介绍了太阳模拟器光学系统及氙灯的建模,尤其对短弧氙灯建模做了详细阐述,它是根据短弧氙灯的亮度分布图采用多个体光源嵌套的形式模拟氙灯,用角度切址文件和光谱分布数据定义短弧氙灯的角度分布和光谱分布。最后运用美国ORA公... 文章着重介绍了太阳模拟器光学系统及氙灯的建模,尤其对短弧氙灯建模做了详细阐述,它是根据短弧氙灯的亮度分布图采用多个体光源嵌套的形式模拟氙灯,用角度切址文件和光谱分布数据定义短弧氙灯的角度分布和光谱分布。最后运用美国ORA公司的光学分析软件LightTools对太阳模拟器辐照均匀性进行仿真计算,并得到辐照度的一维、二维和三维图形。 展开更多
关键词 太阳模拟器 辐照均匀性 短弧氙灯 光谱分布 数据定义 三维图形 角度分布 建模 光学系统 分析软件 仿真计算 辐照度 分布图 多个体 运用 一维 文件 美国 亮度 光源
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空间碎片专项标准之一顺利通过国防科工局终审 被引量:26
19
作者 龚自正 韩增尧 庞宝君 《航天器环境工程》 2010年第1期24-31,5,共8页
文章回顾了近期国外空间碎片防护领域的研究现状和热点问题;介绍了"十一五"期间国内空间碎片防护研究的若干进展;立足我国研究现状,通过对国内航天器防护工程需求分析,提出了未来我国空间碎片防护领域研究发展建议.
关键词 空间碎片 航天器防护 评述
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线缆虚拟布线与敷设过程仿真技术 被引量:24
20
作者 刘检华 万毕乐 +2 位作者 孙刚 尚炜 刘佳顺 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期787-795,共9页
为提高复杂机电产品中线缆布线的质量和装配可靠性,结合机电产品中的线缆研制流程,提出一种虚拟环境下的线缆布线设计、装配工艺规划和安装仿真集成方法,重点对虚拟环境下基于图论的线缆数字化模型建立、交互式线缆布线与敷设过程仿真... 为提高复杂机电产品中线缆布线的质量和装配可靠性,结合机电产品中的线缆研制流程,提出一种虚拟环境下的线缆布线设计、装配工艺规划和安装仿真集成方法,重点对虚拟环境下基于图论的线缆数字化模型建立、交互式线缆布线与敷设过程仿真、基于逆运动学和能量优化法的线缆运动仿真方法等关键技术进行阐述。所开发的线缆虚拟布线与敷设仿真系统已在航天产品的研制中得到局部应用,初步实现了线缆的数字取样和敷设过程仿真。 展开更多
关键词 线缆建模 虚拟布线 装配工艺规划 虚拟装配 机电产品 仿真
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