提出了一种新型幂函数正弦柔性铰链,利用卡氏第二定理推导了柔性铰链的柔度与转动精度计算公式,并取不同参数值对柔度和转动精度进行了有限元仿真分析和理论值计算,相对误差在10%以内,验证了计算公式的正确性;分析了柔性铰链的曲线方程参数对铰链性能的影响。结果表明,最小厚度对柔性铰链的性能影响最大。此外,将椭圆、双曲线与新型铰链进行了对比。结果表明,椭圆柔性铰链的柔度最大,但是转动精度最小;双曲线柔性铰链的转动精度最大,但是柔度最小。通过引入柔度精度比β,分析对比得知,在相同L的情况下,改变d,幂函数正弦柔性铰链的β值分别比椭圆和双曲线柔性铰链平均提高了2.68倍和1.237倍;在相同d的情况下,改变L,幂函数正弦柔性铰链的β值分别比椭圆和双曲线柔性铰链平均提高了2.60倍和1.18倍。表明幂函数正弦柔性铰链的综合性能更有...

针对一种柔性基座中的钢带传动装置传动比误差较大的问题,对其传动原理和传动规律展开了分析。对带轮的非圆廓形进行计算,得到钢带传动的理论传动比和钢带受力特点;采用有限元仿真对钢带传动进行模拟,分析了钢带局部塑性弯曲和螺钉孔处应力集中对理论传动比的影响;对柔性基座的实验数据进行误差分析,并对比了实验数据与仿真数据,两者具有较好的相符性。研究中重点分析了带轮廓形、钢带局部塑性变形和钢带弹性变形对传动比的影响,提出了改进方案,使得钢带传动成为精确传动。

分析了星载成像光谱仪杂散光的来源和危害，研究了杂散光对此类光谱仪光谱测量精度的影响。介绍了用点扩散函数描述成像光谱仪杂散光的原理，推导了杂散光影响矩阵和杂散光修正矩阵的求解，给出了杂散光测量和修正的具体方案，并对测量和修正精度进行了分析。实验表明，基于点扩散函数的矩阵法可实现成像光谱仪杂散光的测量和修正。像元中心波长入射时，修正后有效信号降低不足1％，杂散光信号降低至少99％；像元中心波长和非像元中心波长同时入射时，修正后像元中心波长处有效信号降低7％左右，非像元中心波长处有效信号降低25％左右，杂散光信号降低近50％。最后，从原理上解释了杂散光修正效果受入射光波长影响的原因。

星载成像光谱仪用于获得高准确度的光谱遥感数据,而杂散光是影响其光谱测量准确度的重要因素之一.介绍了此类成像光谱仪杂散光的定义、来源和危害,在比较截止滤光片法、光谱法、谱杂散光系数法等光谱仪器常用杂散光测量方法优缺点的基础上,论述了使用杂散光影响因子描述光谱仪杂散光的可行性和优越性.最后,介绍了使用窄带滤光片测量星载成像光谱仪杂散光影响因子的测量系统组成、测量步骤和测量结果,并分析了测量方法的不确定度.结果表明：杂散光影响因子能有效描述光谱仪的杂散光特性,测量结果与光源、探测器等测量条件无关;窄带滤光片法测量不确定度为0.646%（置信概率约为95%）,能满足星载成像光谱仪杂散光测量的工程需要.

分析了星载成像光谱仪杂散光的来源和危害，研究了杂散光对此类光谱仪光谱测量精度的影响。介绍了用点扩散函数描述成像光谱仪杂散光的原理，推导了杂散光影响矩阵和杂散光修正矩阵的求解，给出了杂散光测量和修正的具体方案，并对测量和修正精度进行了分析。实验表明，基于点扩散函数的矩阵法可实现成像光谱仪杂散光的测量和修正。像元中心波长入射时，修正后有效信号降低不足1％，杂散光信号降低至少99％；像元中心波长和非像元中心波长同时入射时，修正后像元中心波长处有效信号降低7％左右，非像元中心波长处有效信号降低25％左右，杂散光信号降低近50％。最后，从原理上解释了杂散光修正效果受入射光波长影响的原因。

为确保空间光谱成像仪的温度水平和温度梯度满足指标要求,分析讨论了空间光谱成像仪整机热设计的特点,根据其结构特点和导热路径,给出了整机热设计方案。采用有限元数值分析方法,建立了整机热平衡方程和热分析计算模型,应用有限元热分析软件IDEAS-TMG在给定温度边界条件下进行稳态仿真分析,给出了整机热响应性能以及关键部件稳态温度分布云图。热分析结果表明,整机平均温度水平为17.3～23.7℃,温度梯度最大值为1.3℃,获得的分析结果能够满足热控指标要求,为提高整机的可靠性和热设计优化提供了理论依据。最后,通过试验对热设计方案进行了验证,验证结果与数值分析结果吻合较好,其最大偏差均不超过8%,验证了数值分析的正确性和温度预示的有效性。试验过程中整机平均温度水平为17.2～22.5℃,温度梯度最大值为1.4℃。

超光谱成像仪是"图谱合一"的光学遥感器,其指向反射镜位于超光谱成像仪最前端,尺寸大、热流复杂、容易受到热影响。指向反射镜的热光学特性反映指向反射镜的热适应性和热尺寸稳定性,是结构设计人员以及热设计人员关注的重要性能。鉴于此,分析了指向反射镜的工作环境,论述了指向反射镜热光学特性研究内容及技术路线。针对实例利用有限元方法和理论公式进行了热光学分析,比较了两种描述指向反射镜热光学特性的方法。结果表明:对于指向反射镜,与基于温差的描述相比,基于热功率的描述更加真实地反映指向镜的热适应性和热尺寸稳定性。

研究了某航天相机的热特性，计算了该主镜在特定温度载荷下的温度分布，求解了该主镜的面型变化及达到热平衡的时间；同时对计算结果进行了分析；结合光学设计提出的要求，根据计算结果给出了主镜的温度水平和温度梯度变化范围指标，并提出了主镜热控设计的初步设想。

结合光机结构的设计与制造，提出了Ｃ４Ｐ综合体系，对其基本组成部分做了论述 ，并给出一个实例的软硬件构成。最后简略叙述了Ｃ４Ｐ综合设计与制造体系的实现策略。

空间机械臂在执行空间任务时具有不同的构型,采用有限元法分析它在各构型下的基频时工作量巨大而难以实现。为此,提出一种基于柔度矩阵理论建模的计算方法并进行验证。根据机械臂结构特性建立运动学模型;提出柔度矩阵理论建模的计算方法;通过有限元仿真分析机械臂2种典型构型,验证柔度矩阵理论;对机械臂进行地面展开基频实验。结果表明:柔度矩阵计算偏差为3.4%,理论分析基频与有限元计算基频偏差为1%,验证了所提出的柔度理论建模方法对机械臂在轨基频计算的准确性;理论分析基频与实验基频偏差为7.2%,偏差主要来源于有限元仿真,满足工程上10%的偏差要求。该方法将柔度矩阵与机械臂构型相结合,能快速计算机械臂在不同构型下的基频。相对于有限元法,该方法得到较大简化,具有一定的工程应用价值。