【摘要】：隨著空間科學技術的發(fā)展,微納衛(wèi)星掀起了近年來國際上微小衛(wèi)星研究的熱潮后,人類對冷氣推進、微型電阻推進、電噴霧推進以及微脈沖等離子推進等微型推進器的研究興趣越來越濃厚,對用于測試微推進器性能的推力測量技術的研究路徑越來越深入。本論文以推力測量技術為研究背景,自主設計、研發(fā)了一套完整的微推力測量實驗平臺,主要包括:平衡補償弱力產生及標定裝置、扭秤水平扭擺裝置、角位移測量裝置和推力補償裝置。平衡補償弱力產生及標定裝置為測量系統(tǒng)提供精確的電磁標定力;扭秤水平扭擺裝置、角位移測量裝置和推力補償裝置三者構成一個閉環(huán)系統(tǒng),由角位移測量裝置中的PSD探測器將扭秤水平扭擺裝置中的平衡支架的位置信號反饋給推力補償裝置中的PID控制電路,繼而控制平衡支架的運動狀態(tài),使得電磁產生裝置產生電磁力,補償微推力器產生的推力,通過測得電流來計算推力器產生推力的大小,從而完成推力測量工作。所研制的“C型磁體+PCB板線圈”的電磁產生裝置提供的標定范圍為5.2μN~5.78mN,對應的線圈電流范圍為0.1~100mA,力與電流的線性擬合決定系數(shù)為0.9999。所研制的PID控制器的輸出電流范圍為-107.2mA~107.8mA,對系統(tǒng)產生的最小推力補償殘差±0.37μN,最大推力補償殘差±0.52μN。所研制的微推力測量系統(tǒng)的測量范圍為0.05μN~5.78mN,測量靈敏度為57.8μN/mA,分辨力為0.05μN;76.6μN時,相對誤差為0.8%;118.62μN時,相對誤差為3.18%;592.71μN時,相對誤差3.70%;1054.20μN時,相對誤差為4.27%。完成了VAT平均推力的測量工作,經系統(tǒng)測量結果如下:在10Hz、20Hz、30Hz、40Hz和50Hz下產生的平均推力分別為112.1μN、216.3μN、332.6μN、463.6μN和574.9μN;對應產生的元沖量分別為11.21μN?s/c、10.85μN?s/c、11.08μN?s/c、11.59μN?s/c和11.50μN?s/c。本論文還對線圈和磁體相對位置變化以及推進器自重變化對實驗測量結果造成的影響提出了解決方法和研究方案,為后續(xù)實驗工作的開展奠定了基礎。
【圖文】：

天平結構型

扭擺結構型
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V439

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本文編號：2605341