發(fā)布時間：2021-05-17 07:20

　　質量特性參數(shù)的測試是飛行器地面測試的重要內容,其中質量、質心是必測參數(shù),現(xiàn)有的測量技術不能滿足大尺寸飛行器高精度、通用化的測量需求。本文針對大尺寸飛行器的特點,提出了質心柔性測量方法,該方法可以同時測量飛行器的質量。本文從測量模型的建立、改進的Kelvin耦合支撐結構的設計和優(yōu)化、質心柔性測量系統(tǒng)的研制和測量結果的誤差分離等方面進行了研究,主要研究工作包括:針對傳統(tǒng)測量方法測量大尺寸飛行器時,測量系統(tǒng)基本上為專款專用,需要限定飛行器的測量姿態(tài),質心測量精度還受到設備的機械定位精度的限制等問題,提出了一種質心柔性測量方法。該方法根據靜力平衡原理、靜力矩平衡原理以及重力作用線始終通過質心的特點,采用兩套子系統(tǒng)同時測量被測件,借助高精度的坐標測量設備,使得被測件的裝卡與姿態(tài)轉換靈活度更高,所提出的方法可以兼容不同尺寸和形狀的被測件,具有較好的通用性;分析了兩套子系統(tǒng)的數(shù)據融合方法,提出重力作用線的構建方法,通過求解兩條或兩條以上的重力作用線的交點,實現(xiàn)被測件三維質心坐標的測量;采用蒙特卡洛法仿真分析了該柔性測量方法的測量不確定度,對于質量為4000kg、長為10000mm的被測件,質心X軸坐... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的目的、意義和背景
        1.1.1 研究的目的和意義
        1.1.2 課題背景
    1.2 質量測量技術研究現(xiàn)狀
    1.3 質心測量技術研究現(xiàn)狀
        1.3.1 質心測量理論研究概況
        1.3.2 質心測量技術國外研究現(xiàn)狀
        1.3.3 質心測量技術國內研究現(xiàn)狀
    1.4 目前存在的問題及論文的主要研究內容
第2章 質心柔性測量方法研究
    2.1 引言
    2.2 傳統(tǒng)多點稱重法測量模型及局限性
        2.2.1 傳統(tǒng)多點稱重法的測量模型
        2.2.2 傳統(tǒng)多點稱重法的特點及局限性
    2.3 大尺寸飛行器質心柔性測量方法
        2.3.1 質量測量方法
        2.3.2 質心柔性測量基本原理
        2.3.3 測量數(shù)據的融合方法
        2.3.4 轉換矩陣的求解方法
    2.4 基于蒙特卡洛法的測量不確定度分析
    2.5 本章小結
第3章 運動耦合支撐結構設計及優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 消除側向力的必要性
        3.2.1 側向力產生的原因及對測量結果的影響
        3.2.2 幾種典型的自對心結構
        3.2.3 用于多點稱重法的傳統(tǒng)支撐結構
        3.2.4 改進的開爾文耦合支撐結構
    3.3 改進的開爾文耦合支撐結構數(shù)學模型
        3.3.1 改進的耦合支撐結構建模分析
        3.3.2 改進的耦合支撐結構仿真分析
        3.3.3 改進的耦合支撐結構重復性實驗
    3.4 改進的耦合支撐結構優(yōu)化方法研究
        3.4.1 自動對心重復性的分析方法
        3.4.2 Hertz接觸理論及其應用
        3.4.3 耦合支撐結構的接觸區(qū)域大小
        3.4.4 耦合支撐結構的變形對測量結果的影響
    3.5 本章小結
第4章 質心柔性測量系統(tǒng)研制
    4.1 引言
    4.2 柔性測量系統(tǒng)總體方案
        4.2.1 被測件的特點及測量要求
        4.2.2 機械系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)設計
        4.2.3 軟件系統(tǒng)設計
    4.3 柔性測量方法實驗驗證
        4.3.1 子系統(tǒng)質量測量實驗
        4.3.2 子系統(tǒng)質心測量實驗
        4.3.3 柔性測量方法驗證實驗
    4.4 本章小節(jié)
第5章 測量系統(tǒng)誤差分離方法研究及實驗
    5.1 引言
    5.2 稱重傳感器的坐標修正方法
        5.2.1 傳感器坐標修正基本原理
        5.2.2 基于總體最小二乘法的修正方法
        5.2.3 稱重傳感器坐標修正實驗
    5.3 主要誤差源及誤差分離方法
        5.3.1 偏心引入的誤差及誤差分離方法
        5.3.2 傾斜引入的誤差及誤差分離方法
        5.3.3 被測件安裝姿態(tài)引入的誤差及誤差分離實驗
    5.4 子系統(tǒng)相對位置關系引入的誤差及誤差分離方法
        5.4.1 數(shù)據合成原理
        5.4.2 誤差源及其對測量結果的影響
        5.4.3 誤差分離方法研究
        5.4.4 誤差分離方法仿真分析
        5.4.5 誤差分離實驗
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
附錄1 標準件設計圖紙
附錄2 標準件質量檢測報告
附錄3 標準件外形參數(shù)檢測報告
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]多構態(tài)星球車質心測量方法與試驗研究[J]. 那強,李博,陶建國,于金山,樊世超.  機械工程學報. 2019(12)
[2]中國“長征”系列運載火箭300次發(fā)射圓滿成功 “百發(fā)工程”助力中國向航天強國邁進[J]. 蔡婷.  中國航天. 2019(03)
[3]新一代運載火箭整體亮相 “長征”九號重型火箭研制進展喜人[J]. 蔡婷.  中國航天. 2018(11)
[4]激光跟蹤儀多邊測量的不確定度評定[J]. 任瑜,劉芳芳,張豐,傅云霞,邾繼貴.  光學精密工程. 2018(10)
[5]求解三維坐標轉換參數(shù)的總體最小二乘新方法[J]. 曾昭福.  廊坊師范學院學報(自然科學版). 2018(02)
[6]X-38飛行器質量特性測量方法[J]. 陳永強,周曉麗,康軍,穆星科,譚玨.  航天制造技術. 2018(03)
[7]無人機質量特性參數(shù)一體化測量系統(tǒng)的研究[J]. 溫晶晶,鄧聃,吳斌.  計量學報. 2018(02)
[8]一種高精度冗余質量質心測試方法研究[J]. 于榮榮,於陳程,王曉陽,于龍岐,譚旭,姜祿華.  航空制造技術. 2018(03)
[9]一種基于多步法的高精密主軸回轉誤差分離算法[J]. 喬凌霄,陳江寧,陳文會,張麗,田景志.  計量學報. 2018(01)
[10]飛機柔性重量重心測量系統(tǒng)POGO柱優(yōu)化設計[J]. 趙文輝,孫超健,鄭鵬,李文強.  組合機床與自動化加工技術. 2017(12)

博士論文
[1]大型裝備質量特性參數(shù)測量關鍵技術研究及系統(tǒng)研發(fā)[D]. 高瑞貞.重慶大學 2017
[2]總體最小二乘模型及其在礦區(qū)測量數(shù)據處理中的應用研究[D]. 陶葉青.中國礦業(yè)大學 2015
[3]大尺寸飛行器質量特性測量關鍵技術研究[D]. 王超.哈爾濱工業(yè)大學 2014

碩士論文
[1]復雜型面結構件的質量質心測量系統(tǒng)設計[D]. 袁濤.南京理工大學 2015
[2]多點調平系統(tǒng)的研究[D]. 何兵懷.電子科技大學 2014
[3]某火箭炮發(fā)射裝置平臺自動調平系統(tǒng)設計與研究[D]. 李建軍.南京理工大學 2007



本文編號：3191347