發(fā)布時間：2020-04-13 21:49

【摘要】：機載圖譜探測儀以航空飛行器為載體,結合對象的圖像和光譜信息進行高精度目標識別,是高分辨率對地觀測系統(tǒng)中航空觀測系統(tǒng)的關鍵設備。機載圖譜探測儀在掛飛運行過程中會受到來自載體和環(huán)境的復雜振動激勵,輕則影響目標成像清晰度,重則導致光學器件損壞。所以高性能減振系統(tǒng)是保障機載圖譜探測儀穩(wěn)定可靠運行的關鍵。受機載圖譜探測儀總體設計所限,減振系統(tǒng)的位置、重量、接口及減振性能都有嚴格限制。本文基于可調剛度彈簧陣列優(yōu)化匹配減振剛度,提出自適應變阻尼結構抑制低頻共振和降低高頻振動傳遞率,從而解決寬頻域、高衰減率減振的難題。論文的主要研究工作和創(chuàng)新如下:1、針對載機運十二飛機振動譜未知的問題,開展了載機的起降沖擊和不同飛行工況下的振動譜測試與分析,確定了機載圖譜探測儀的振動環(huán)境輸入;進而結合機載圖譜探測儀自身允許的振動水平,通過系統(tǒng)振動建模與分析,確定了減振系統(tǒng)的各方向的剛度和阻尼項設計參數(shù),并提出了陣列式壓縮彈簧和斜置阻尼器的緊湊型減振系統(tǒng)方案。2、針對機載圖譜探測儀減振系統(tǒng)的剛度調節(jié)需求,提出采用螺旋壓蓋型調節(jié)彈簧有效圈數(shù)的剛度調節(jié)方法;根據(jù)各向剛度參數(shù)需求,優(yōu)化設計了螺旋彈簧的結構和陣列布置;研制了機載圖譜探測儀的可調剛度機構并測試了其各向剛度,結果表明仿真與實測結果的誤差最大為1.8%。3、為同時滿足低頻區(qū)和中高頻段高衰減率的需要,基于絕對阻尼原理,提出低頻大阻尼、高頻小阻尼的變阻尼抑振策略。設計了一種新型氣液混合式變參數(shù)阻尼結構,通過阻尼特性建模與分析闡明了其與絕對阻尼的等效性;提出了一種基于時域非峰值法的阻尼辨識方法,提高了阻尼辨識的精度。進而開展了氣液混合變參數(shù)阻尼器的阻尼特性測試,驗證了阻尼隨振動頻率降低的變阻尼特性。4、研制了機載圖譜探測儀的減振系統(tǒng),完成了減振性能的模擬臺架測試。結果表明,垂向固有頻率達4.7Hz,設計與實測結果誤差為4.4%;在振源的主擾動頻率30Hz處,振動傳遞率低至0.048,設計與實測結果誤差為4.0%。在運十二飛機上開展了圖譜探測儀的掛飛運行驗證試驗,全部通過實驗驗證。結果表明,設備垂向和水平向振動加速度均方根值分別小于0.078g和0.056g,低于5-500Hz頻段設備正常工作上限值0.1g。綜上所述,本文設計研制了機載圖譜探測儀的高性能減振系統(tǒng),達到了預期設計目標,保證了機載圖譜探測儀高性能可靠運行的振動環(huán)境要求。
【圖文】：

精密制造和測量裝備以及建筑、橋梁等結構設會顯著增大結構的動態(tài)應力和變形，并伴隨一定的等性能劣化，更有甚者可能導致設備整體的運行環(huán)境重大后果。例如，飛機、導彈、衛(wèi)星等航空航天裝備飛行過程中的持續(xù)周期性激勵、高速氣流擾動或工作/沖擊不僅影響所搭載精密儀器/設備的運行精度，而能危及飛機整體的安全以及機上人員的生命安全，測儀是安裝在飛行器上用于圖像高速采集、圖譜采集、目標捕捉等方面具有不可取代的地位。對用于國防高清成像，光學設備的振動會影響設備的對焦，從而確性。尤其在飛行設備飛行作業(yè)的過程當中，飛行設支座固定點傳遞到圖譜分析設備上，引起光學設備的儀探測精度下降，甚至造成設備嚴重損壞，所以研究振動的減振系統(tǒng)，十分重要。

高減振性能與高抗擾能力之間的矛盾。減振系移、沖擊等擾動的抵抗能力也越差，往往造成被相對位移，由此造成結構碰撞或者其他連接管線雜的成像和減振需求，國內外諸多科研單位都十分西方發(fā)達國家研究起步較早，在相關領域已經(jīng)處該領域有強勢的發(fā)言權，但我國相關研究起步，技術儲備相對薄弱�？茖W家只想通過一些與圖像采集相關的手段來減了一定的成就。加拿大國家物理研究委員會的 P測量攝像機的研究得到航空測量攝像機的角振動原因。為了避免這種模糊的情況，需要使用高速以將測量數(shù)據(jù)持續(xù)地降低到最大角速度到 5 倍辨率可以提高 35%到 55%。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V248

【參考文獻】

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本文編號：2626485