本文關(guān)鍵詞：小力值推力矢量測(cè)試研究

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷快速發(fā)展,每年各國發(fā)射到太空中各種航天器,如衛(wèi)星、探月飛行器、飛船等,它們的姿態(tài)的調(diào)整、軌道的改變、速度的修正等,都是通過自身攜帶的小力值姿控發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生推力實(shí)現(xiàn)的。因此,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)推力精確控制非常重要。但是,由于制造、零部件安裝等方面精度的限制,導(dǎo)致動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力偏離理想推力。故此,需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)推力進(jìn)行矢量力測(cè)試,確定其偏離理想推力的矢量力參數(shù),對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行評(píng)定。本文以小力值矢量力測(cè)量為研究對(duì)象。針對(duì)小力值測(cè)量中的力值小、主側(cè)向量程比大的測(cè)試難點(diǎn),從測(cè)試原理、理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)等方面,對(duì)小力值推力矢量測(cè)試的難點(diǎn)進(jìn)行了深入分析研究,提出相應(yīng)的解決設(shè)計(jì)方案,研制出了以壓電測(cè)力儀為核心的小力值矢量力測(cè)試系統(tǒng)。首先針對(duì)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量力量程小的難點(diǎn),分析研究了影響壓電測(cè)力儀分辨率及靈敏度的因素。從理論及實(shí)驗(yàn)的角度出發(fā),研究了壓電傳感器中石英晶片的個(gè)數(shù)、切型以及尺寸等對(duì)壓電測(cè)力儀的靈敏度、分辨率的影響,對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；同時(shí),對(duì)測(cè)力儀所需施加的預(yù)緊力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,得到其對(duì)靈敏度的影響,選擇合理的預(yù)緊力提高靈敏度。其次對(duì)推力測(cè)量中大量程比帶來的主向?qū)?cè)向產(chǎn)生向間干擾的難題進(jìn)行分析研究,從壓電測(cè)力儀本身結(jié)構(gòu)和測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定加載兩方面進(jìn)行分析。通過有限元對(duì)測(cè)力儀上蓋進(jìn)行尺寸參數(shù)的分析,得到上蓋的厚度、中心孔徑以及傳感器跨距對(duì)上蓋變形及向間干擾的影響曲線,優(yōu)化尺寸選擇合理的參數(shù),降低向間干擾；對(duì)測(cè)試標(biāo)定加載力偏差進(jìn)行理論分析,得到標(biāo)定加載偏差對(duì)矢量力測(cè)試精度的影響；以此為指導(dǎo)對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定加載桿的連接方式進(jìn)行設(shè)計(jì),更改為萬向節(jié)式連接,降低因標(biāo)定加載偏差引起的向間干擾。對(duì)壓電測(cè)力儀和整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定和矢量力模擬測(cè)量,結(jié)果表明：研制出的壓電測(cè)力儀能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所需要量程的小力值推力進(jìn)行測(cè)量,其線性、重復(fù)性指標(biāo)均在2%以內(nèi),壓電測(cè)力儀本身的向間干擾降低到4%以內(nèi)；改變連接方式后,測(cè)試系統(tǒng)的向間干擾降低37.5%以上,不確定度最多降低53.9%。對(duì)矢量力參數(shù)模擬測(cè)量得到的結(jié)果不確定度,其中主推力在標(biāo)稱值時(shí)不確定度小于1%,其他矢量力參數(shù)不確定度均小于5%。壓電測(cè)力儀及測(cè)試系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到小力值推力矢量測(cè)試的要求,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)小力值矢量力的精確測(cè)量。
【關(guān)鍵詞】：小推力發(fā)動(dòng)機(jī) 壓電測(cè)力儀 矢量力測(cè)量 高靈敏度 低向間干擾
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V43
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)試國內(nèi)外研究概況9-13
• 1.3 當(dāng)前小推力矢量測(cè)試研究分析13-14
• 1.4 本論文的主要研究內(nèi)容14-15
• 2 總體方案設(shè)計(jì)15-23
• 2.1 矢量測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試難點(diǎn)15
• 2.2 矢量力測(cè)量原理15-18
• 2.3 靈敏度提高方案18-20
• 2.4 向間干擾減小方案20-22
• 2.4.1 測(cè)力儀向間干擾減小方案20-21
• 2.4.2 標(biāo)定裝置向間干擾減小方案21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 3 壓電測(cè)力儀設(shè)計(jì)分析23-35
• 3.1 壓電傳感器設(shè)計(jì)23-27
• 3.1.1 靈敏度設(shè)計(jì)23-26
• 3.1.2 傳感器低向間干擾設(shè)計(jì)26-27
• 3.2 壓電測(cè)力儀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析27-32
• 3.2.1 測(cè)力儀結(jié)構(gòu)有限元分析28-32
• 3.2.2 測(cè)力儀上蓋尺寸參數(shù)優(yōu)化32
• 3.3 預(yù)緊力對(duì)測(cè)力儀性能影響分析32-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 測(cè)試系統(tǒng)靜態(tài)標(biāo)定分析35-46
• 4.1 測(cè)力儀歸一化標(biāo)定加載分析37-41
• 4.1.1 三向正交力歸一化模型的建立37-39
• 4.1.2 測(cè)力儀歸一化加載傳感器受力分析39-41
• 4.2 矢量力測(cè)量分析41-44
• 4.3 測(cè)試系統(tǒng)主向標(biāo)定裝置設(shè)計(jì)44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 5 實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理46-69
• 5.1 壓電測(cè)力儀性能測(cè)試46-48
• 5.1.1 測(cè)力儀固有頻率測(cè)試46-47
• 5.1.2 壓電測(cè)力儀側(cè)向分辨率測(cè)試47-48
• 5.2 壓電測(cè)力儀標(biāo)定實(shí)驗(yàn)48-50
• 5.2.1 測(cè)力儀主向標(biāo)定48-49
• 5.2.2 測(cè)力儀側(cè)向標(biāo)定49-50
• 5.3 測(cè)試系統(tǒng)靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)50-61
• 5.3.1 測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)定加載偏差實(shí)驗(yàn)50-57
• 5.3.2 測(cè)試系統(tǒng)三向正交標(biāo)定實(shí)驗(yàn)57-61
• 5.4 矢量力模擬測(cè)量61-68
• 5.4.1 模擬測(cè)量實(shí)驗(yàn)61-65
• 5.4.2 矢量力參數(shù)不確定度分析65-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 附錄A 部分實(shí)物圖73-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況75-76
• 致謝76-77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張貽恭,劉恩福,錢敏;YDXL-Ⅲ87A壓電晶體三向小力值傳感器的研究[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);1990年03期

2 任宗金;賈振元;王浩然;高翼飛;陳v，

本文編號(hào)：686101