為實現(xiàn)飛行器在高空、低壓狀態(tài)下的準確控制,飛行器姿/軌控制系統(tǒng)將傳統(tǒng)的舵面控制系統(tǒng)改為周向動力布置系統(tǒng),即通過多個姿控發(fā)動機組合點火實現(xiàn)其姿/軌調控。推力矢量作為周向動力布置系統(tǒng)的關鍵性能參數(shù),是保證飛行器控制精度的重要前提,故對周向動力布置系統(tǒng)產生的推力矢量進行準確地動態(tài)測量顯得尤為重要。本文針對周向動力布置系統(tǒng)的推力矢量測量需求,研制出了一種壓電式推力矢量測試系統(tǒng),并通過仿真分析、動靜態(tài)標定實驗及模擬加載實驗證明了本測試系統(tǒng)具有剛度高、固有頻率高、測試精度高及測試穩(wěn)定性好等優(yōu)點,從而保證了測試結果的穩(wěn)定性與可靠性。通過對石英晶體性質、壓電機理和壓電效應的研究得到了壓電效應表達式;通過對晶體切型的選擇、晶組的選擇與構成等方面的研究分析完成了壓電式三向力傳感器的設計。以四點支撐式壓電測力儀為基礎,并結合周向動力布置系統(tǒng)的結構特點,完成了測試系統(tǒng)的設計;介紹了測量的理論原理,包括推力矢量相關參數(shù)的定義及測試系統(tǒng)理論模型。根據(jù)測試系統(tǒng)的承載性能要求及動態(tài)性能要求,通過ANSYS對測試系統(tǒng)模型進行靜態(tài)、模態(tài)分析,得出其剛度及固有頻率均能滿足要求,并通過ANSYS模擬加載驗證推力矢量測量的可行性...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 推力測試系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 應變式測試系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 壓電式測試系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文主要研究內容
2 周向動力裝置測量原理分析
    2.1 測試要求及難點
    2.2 基于壓電的力測量方法
        2.2.1 壓電機理
        2.2.2 壓電效應表達式
    2.3 壓電式三向力傳感器的設計
        2.3.1 石英晶體幾何切型的選擇
        2.3.2 晶組構成
    2.4 本章小結
3 測試方案設計及分析
    3.1 測量方案
    3.2 推力矢量參數(shù)定義
    3.3 石英晶片幾何尺寸和預緊力確定
    3.4 測試系統(tǒng)靜力學及模態(tài)分析
        3.4.1 靜力學分析
        3.4.2 模態(tài)分析
    3.5 ANSYS模擬加載
        3.5.1 數(shù)學模型
        3.5.2 模擬加載
    3.6 本章小結
4 測試系統(tǒng)動靜態(tài)性能標定
    4.1 標準力加載裝置
    4.2 靜態(tài)標定實驗性能指標
    4.3 三向力標定
        4.3.1 主向力F_Z標定
        4.3.2 側向力F_X標定
        4.3.3 側向力F_Y標定
    4.4 三向力矩標定
        4.4.1 滾裝力矩M_Z標定
        4.4.2 俯仰力矩M_Y標定
        4.4.3 偏航力矩M_X標定
    4.5 向間干擾補償
    4.6 動態(tài)性能驗證
    4.7 本章小結
5 模擬加載實驗
    5.1 正交模擬加載實驗
    5.2 偏移加載實驗
    5.3 本章小結
結論
參考文獻
附錄 A 測力儀結構圖
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：4016131