摘要 — CubeSat 平台由于成本低廉且发射相对容易,在空间科学应用中的应用越来越广泛。它正在成为低地球轨道 (LEO) 及更远轨道上的关键科学发现工具,包括地球同步赤道轨道 (GEO)、拉格朗日点、月球任务等。这些任务及其科学目标的复杂性日益增加,必须得到通信技术同等进步的支持。每年都需要更高的数据速率和更高的可靠性。然而,CubeSat 平台的尺寸、重量和功率 (SWaP) 约束的减小给卫星通信领域带来了独特的挑战。目前缺乏专门针对 CubeSat 平台的通信设备。缺乏标准化、经过测试的设备会延长开发时间并降低任务信心。此外,使用 CubeSat 平台的任务通常会受到更困难的设计约束。天线的位置、尺寸和指向通常服从于有效载荷仪器和任务目标的要求。传统的链路裕度估计技术在这些情况下是不够的,因为它们强调最坏的情况。实际上,即使在一次通过过程中,实际链路参数也可能有很大差异。这为预测通信性能和安排地面站联系带来了新的挑战,但也为提高效率带来了新的机会。本文介绍了与 Vulcan Wireless, Inc. 合作为 CubeSat 平台设计的新型软件定义无线电 (SDR) 的集成、测试和验证过程。SDR 计划用于 NASA 戈达德太空飞行中心 (GSFC) 即将进行的 5 项 CubeSat 任务,包括地球同步转移轨道 (GTO) 任务,它还可以作为未来任务的标准和经过充分测试的选项,实现标准化、快速和低成本的 CubeSat 通信系统网络集成过程。已经开发了详细的模拟来估计这些任务的通信性能,采用了独特的天线位置和姿态行为
4.3.有效载荷声学环境 ...................................................................................................................... 40 4.4.有效载荷冲击环境 ...................................................................................................................... 41 4.5.有效载荷结构完整性和环境验证 ............................................................................................. 43 4.6.热和湿度环境 ...................................................................................................................... 43 4.6.1.地面操作 ............................................................................................................................. 43 4.6.2.动力飞行 ............................................................................................................................. 44 4.6.3.氮气吹扫(非标准服务) ............................................................................................. 45 4.7.有效载荷污染控制 ................................................................................................................ 45 4.8.有效载荷电磁环境 ................................................................................................................ 46 5.有效载荷接口 ...................................................................................................................... 47 5.1.有效载荷整流罩 ...................................................................................................................... 47 5.1.1.92” 标准 Minotaur 整流罩 ...................................................................................................... 47 5.1.1.1.92” 整流罩有效载荷动态设计包络线 ............................................................................. 47 5.1.2.可选 110” 整流罩 ............................................................................................................. 48 5.1.2.1.110”整流罩有效载荷动态设计包络线 ...................................................................................... 48 5.1.3.有效载荷检修门 ................................................................................................................ 48 5.2.有效载荷机械接口和分离系统 ............................................................................................. 49 5.2.1.Minotaur 坐标系 ............................................................................................................. 49 5.2.2.NGIS 提供的机械接口控制图 ...................................................................................... 51 5.2.3.标准非分离式机械接口 .............................................................................................. 51 5.2.4.可选机械接口 ...................................................................................................... 51 5.2.4.1.有效载荷锥接口 ...................................................................................................... 53 5.2.4.2.双和多有效载荷适配器配件 ...................................................................................... 53 5.2.4.2.1.双有效载荷适配器配件 ...................................................................................... 53 5.2.4.2.2.多有效载荷适配器配件 (MPAF) ................................................................................ 55 5.2.4.2.3.Minotaur V 和 VI+ 有效载荷适配器配件...................................................................... 56 5.2.5.可选分离系统 ............................................................................................................. 57 5.2.5.1.NGIS 38” 分离系统 ............................................................................................. 59 5.2.5.2.行星系统电动光带 (MLB) ............................................................................. 60 5.2.5.3.RUAG 937 分离系统 ............................................................................................. 60 5.3.有效载荷电气接口 ............................................................................................................. 61 5.3.1.有效载荷脐带接口 ............................................................................................................. 61 5.3.2.有效载荷接口电路 ................................................................................................................ 62 5.3.3.有效载荷电池充电 ................................................................................................................ 62 5.3.4.有效载荷指令和控制 ............................................................................................................. 62 5.3.5.烟火引爆信号 ................................................................................................................ 62 5.3.6.有效载荷遥测 ............................................................................................................................. 63 5.3.7.有效载荷分离监视器环回 ................................................................................................ 63 5.3.8.遥测接口 ................................................................................................................ 63 5.3.9.非标准电气接口 ........................................................................................................ 63 5.3.10.电气发射支持设备 ................................................................................................ 63 5.4.有效载荷设计约束 ............................................................................................................. 64 5.4.1.有效载荷质心约束 ............................................................................................................. 64 5.4.2.最终质量属性精度 ............................................................................................................. 64
摘要:电垂直起飞和着陆(EVTOL)飞机代表了一种关键的航空技术,以改变未来的运输系统。EVTOL飞机的独特特征包括降低噪声,低污染物的发射,有效的操作成本和灵活的可操作性,同时,这对先进的电力保留技术构成了关键的挑战。因此,由于EVTOL起飞过程中的巨大功率需求,最佳起飞轨迹设计至关重要。传统的设计优化,但是,以迭代方式采用高保真模拟模型,从而产生了计算密集型机制。在这项工作中,我们实施了一个支持替代物的倒数映射优化体系结构,即直接预测设计要求(包括飞行条件和设计约束)的最佳设计。经过训练的逆映射替代物执行实时最佳EVTOL起飞轨迹预测,而无需运行优化;但是,一个培训样本需要在此反映射设置中进行一个设计优化。反向映射的过度训练成本和最佳EVTOL起飞轨迹的特征需要开发回归生成的对抗网络(Reggan)代理。我们建议通过转移学习(TL)技术进一步增强Reggan的预测性能,从而创建一种称为Reggan-TL的方案。在这项工作中,发电机采用设计要求作为输入并产生最佳的起飞轨迹配置文件,而歧视器则在培训集中区分了生成的配置文件和真正的最佳配置文件。尤其是,提议的核根方案利用了由发电机网络和鉴别器网络组成的生成对抗网络(GAN)架构,并具有均一平方误差(MSE)和二进制跨透镜(BC)的组合损失,用于回归任务。综合损失有助于双重方面的发电机培训:MSE损失目标是生成的概况和培训对应物之间的最小差异,而BC损失则驱动了生成的配置文件,以与训练集共享类似模式。我们证明了Reggan-TL在空中客车A 3 Vahana的最佳起飞轨迹设计上的实用性,并将其与代表性替代物的性能进行了比较,包括多输出高斯工艺,条件gan和Vanilla Reggan。结果表明,Reggan-TL仅使用200个训练样本,而最佳参考替代物需要400个样本,达到了99.5%的概括精度阈值。培训费用减少了50%,降低了Reggan-TL实现的概括准确性的标准偏差,证实了其出色的预测性能和广泛的工程应用潜力。
稳健性和可靠性 许多领域在经典的设计约束列表中都具有功能安全性,例如汽车领域的 ISO 26262 标准。我们的工作旨在改进对可靠性的早期评估。环境干扰引起的错误。目标是降低开发和生产成本,能够在设计的早期阶段准确评估软错误和永久错误的潜在功能影响。我们最近提出了一种跨层故障模拟方法来执行关键嵌入式系统的稳健性评估,该方法基于事务级模型 (TLM) 和寄存器传输级 (RTL) 描述中的故障注入,以在模拟时间和模拟高级故障行为的真实性之间进行权衡。该方法的另一个重要特征是考虑全局系统规范,以便区分实际的关键故障和导致对系统行为没有实际影响的故障。该方法已应用于机载案例研究。2021 年,该方法通过迭代流程得到改进,既可以全局减少故障注入持续时间,又可以随着迭代改进 TLM 模型,从而实现在 TLM 和 RTL 级别注入故障的后果之间的良好相关性。2021 年开始的另一项研究旨在更好地评估(和预测)软件工作负载对微控制器和 SoC 等复杂数字组件可靠性的影响。最终,一个目标是定义一组代表性基准,以便在实际应用程序可用之前对关键系统进行可靠性评估。第一步是开发一种基于适用于多种处理器的虚拟平台的多功能分析工具,与 QEMU 的修改版本相对应。该分析流程已应用于 RISC-V 目标和 Mibench 软件,使我们能够更好地了解软件负载对 SoC 容错的影响。我们提出的指标“似然百分比”表明,使用我们的工具进行高级评估可以非常有效地获得有关程序行为的重要信息,与从参考指令集模拟器和硬件架构获得的结果一致。我们还表明,我们的分析工具使我们能够比较多个程序的行为并表现出特定的特征。主要目标是在 SoC 设计领域传输和应用 RAMS 方法和工具。这些数据有助于理解处理器架构将如何用于每个应用程序,从而了解根据软件负载可以预期的容错级别。我们提出了三个假设,这些假设必须通过更多的程序示例、多个硬件平台的使用以及最终在粒子束下的实际测试来证实。在自动质量或安全保证水平评估领域,我们提出了第一种方法,用于自动提取片上系统内有效和故障状态机的过程。通过此方法自动提取的数据是行为建模和 FMEA(故障模式和影响分析)分析的相关输入。该方法基于一种半自动化方法,用于在单粒子翻转 (SEU) 或触发器卡住的假设下系统地提取数字设计的故障模式。此过程旨在增强人为故障分析,并在复杂设备的质量保证过程中为 RAMS(可靠性、可用性、可维护性和安全性)框架提供输入。已经在 I2C - AHB 系统上进行了实验结果,为对整个 SoC [CI3] 进行完整且更复杂的分析奠定了基础。 由于技术规模扩大和晶体管尺寸越来越小并更接近原子尺寸,上一代 CMOS 技术在各种物理参数中呈现出更多的可变性。此外,电路磨损退化会导致额外的时间变化,可能导致时序和功能故障。为了处理此类问题,一种传统方法是在设计时提供更多的安全裕度(也称为保护带)。因此,使用延迟违规监视器成为必须。放置监视器是一项关键任务,因为设计师必须仔细选择最容易老化且可能成为给定设计中潜在故障点的位置。