毫牛級(jí)微推力測(cè)試裝置研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-25 23:18
隨著深空探測(cè)任務(wù)的進(jìn)一步開(kāi)展,微小衛(wèi)星以其體積小、質(zhì)量輕、研制周期短、造價(jià)低等突出優(yōu)勢(shì)受到廣泛關(guān)注。在微小衛(wèi)星的軌道維持、姿態(tài)機(jī)動(dòng)和穩(wěn)定以及阻力補(bǔ)償?shù)热蝿?wù)中,要求微推進(jìn)系統(tǒng)的推力通常為mN級(jí)甚至為μN(yùn)級(jí)。與傳統(tǒng)的化學(xué)推進(jìn)相比,電推進(jìn)器可產(chǎn)生較小的推力,且具有比沖高、體積小、質(zhì)量輕和消耗推進(jìn)劑少等優(yōu)點(diǎn);趯(shí)驗(yàn)的電推進(jìn)器mN級(jí)甚至為μN(yùn)級(jí)的推力輸出特性評(píng)價(jià)是影響其實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵,因此開(kāi)展微推力測(cè)量研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以準(zhǔn)確測(cè)量mN級(jí)電推進(jìn)器的輸出推力為研究目標(biāo),結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的微推力測(cè)量手段,基于杠桿原理設(shè)計(jì)了一種毫牛級(jí)微小推力測(cè)量裝置,并采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、產(chǎn)生力值可控、可標(biāo)定范圍寬的微小電磁力產(chǎn)生裝置對(duì)毫牛級(jí)微推力測(cè)量裝置進(jìn)行標(biāo)定。該毫牛級(jí)微推力測(cè)量裝置為兩點(diǎn)支承式扭擺結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)推力方向與推進(jìn)器重力方向的相互分離。首先,根據(jù)被測(cè)電推進(jìn)器輸出推力的預(yù)估值,在綜合考慮待測(cè)微小力的測(cè)量量程、分辨率以及推進(jìn)器的質(zhì)量等方面,選擇軸向大剛度(可支承電推器的質(zhì)量、配重等),扭轉(zhuǎn)小剛度(扭轉(zhuǎn)方向靈敏度高)的彈性靈敏元件,基于杠桿原理,通過(guò)調(diào)節(jié)配重、推進(jìn)器等相關(guān)器件使整個(gè)測(cè)量裝置保持平衡。其次,...
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 微推力測(cè)量裝置研究現(xiàn)狀
1.2.2 微小力產(chǎn)生裝置研究現(xiàn)狀
1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容
2 微小力產(chǎn)生裝置設(shè)計(jì)
2.1 微小推力測(cè)量難點(diǎn)分析
2.2 微小電磁力產(chǎn)生裝置設(shè)計(jì)
2.2.1 電磁力計(jì)算數(shù)學(xué)模型
2.2.2 微小電磁力產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.2.3 微小電磁力產(chǎn)生裝置的裝配
2.3 電磁力標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
2.3.1 固定氣隙改變電流實(shí)驗(yàn)
2.3.2 固定電流改變氣隙實(shí)驗(yàn)
2.4 本章小結(jié)
3 微小推力測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 光學(xué)路徑設(shè)計(jì)
3.2 彈性靈敏元件扭轉(zhuǎn)剛度的選擇
3.3 微小推力測(cè)量裝置零部件設(shè)計(jì)
3.3.1 橫梁的設(shè)計(jì)
3.3.2 旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)
3.3.3 支撐架的設(shè)計(jì)
3.3.4 支撐托架的設(shè)計(jì)
3.3.5 PSD與激光器固定架的設(shè)計(jì)
3.4 微小推力測(cè)量系統(tǒng)零部件裝配
3.4.1 俯仰調(diào)平
3.4.2 橫滾調(diào)平
3.4.3 最終裝配
3.5 本章小節(jié)
4 微小推力測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及誤差分析
4.1 理論計(jì)算
4.2 微小推力測(cè)量裝置標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
4.2.1 非線性度和重復(fù)性誤差的測(cè)量
4.2.2 遲滯誤差的計(jì)算
4.2.3 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
4.3 誤差分析
4.3.1 導(dǎo)磁塊材料對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的誤差
4.3.2 氣隙變化造成的誤差
4.3.3 扭力彈簧軸承幾何中心偏移誤差
4.4 本章小節(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 課題相關(guān)照片
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
本文編號(hào):3000060
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 微推力測(cè)量裝置研究現(xiàn)狀
1.2.2 微小力產(chǎn)生裝置研究現(xiàn)狀
1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容
2 微小力產(chǎn)生裝置設(shè)計(jì)
2.1 微小推力測(cè)量難點(diǎn)分析
2.2 微小電磁力產(chǎn)生裝置設(shè)計(jì)
2.2.1 電磁力計(jì)算數(shù)學(xué)模型
2.2.2 微小電磁力產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.2.3 微小電磁力產(chǎn)生裝置的裝配
2.3 電磁力標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
2.3.1 固定氣隙改變電流實(shí)驗(yàn)
2.3.2 固定電流改變氣隙實(shí)驗(yàn)
2.4 本章小結(jié)
3 微小推力測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 光學(xué)路徑設(shè)計(jì)
3.2 彈性靈敏元件扭轉(zhuǎn)剛度的選擇
3.3 微小推力測(cè)量裝置零部件設(shè)計(jì)
3.3.1 橫梁的設(shè)計(jì)
3.3.2 旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)
3.3.3 支撐架的設(shè)計(jì)
3.3.4 支撐托架的設(shè)計(jì)
3.3.5 PSD與激光器固定架的設(shè)計(jì)
3.4 微小推力測(cè)量系統(tǒng)零部件裝配
3.4.1 俯仰調(diào)平
3.4.2 橫滾調(diào)平
3.4.3 最終裝配
3.5 本章小節(jié)
4 微小推力測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及誤差分析
4.1 理論計(jì)算
4.2 微小推力測(cè)量裝置標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
4.2.1 非線性度和重復(fù)性誤差的測(cè)量
4.2.2 遲滯誤差的計(jì)算
4.2.3 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
4.3 誤差分析
4.3.1 導(dǎo)磁塊材料對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的誤差
4.3.2 氣隙變化造成的誤差
4.3.3 扭力彈簧軸承幾何中心偏移誤差
4.4 本章小節(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 課題相關(guān)照片
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
本文編號(hào):3000060
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