本文關(guān)鍵詞：空間站通用水箱綜合性能測試試驗(yàn)臺研制

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【摘要】：根據(jù)中國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略,建設(shè)太空空間站成為當(dāng)前中國航天事業(yè)發(fā)展最主要的任務(wù),空間站通用水箱是空間站環(huán)境控制和生命水分保持系統(tǒng)通用貯水容器,其性能對空間站建設(shè)和航天員安全及空間活動有重要作用。因此必須在地面做好充分的測試才能送進(jìn)太空工作。本文從載人航天地面測試工程項(xiàng)目的需求出發(fā),設(shè)計(jì)和完成了空間站通用水箱綜合性能測試試驗(yàn)臺的研制。該試驗(yàn)臺主要提供模擬空間站水循環(huán)的環(huán)境,檢測空間站通用水箱干重、容積、排出效率、變形程度和耐負(fù)壓各項(xiàng)性能指標(biāo)在長時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)下變化情況,達(dá)到檢測空間站通用水箱是否符合標(biāo)準(zhǔn)以及對其性能進(jìn)行綜合分析的目的。根據(jù)課題檢測的需求與技術(shù)要求以及結(jié)合國內(nèi)外相似設(shè)備研制成果對試驗(yàn)臺做整體設(shè)計(jì),提出了一個(gè)安全、可靠的和可測、可控的空間站通用水箱綜合試驗(yàn)結(jié)構(gòu)平臺。然后就是構(gòu)建試驗(yàn)臺硬件平臺,根據(jù)性能指標(biāo),選取安全、可靠并滿足技術(shù)要求的硬件設(shè)備和儀器儀表。再把它們組裝在一個(gè)既方便測試又方便維護(hù)的試驗(yàn)臺上。接著對系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì)了相互獨(dú)立、可擴(kuò)展的各個(gè)子模塊。在這個(gè)過程中,為了保證各個(gè)模塊與控制主機(jī)的通信安全,提出循環(huán)冗余校驗(yàn)和超時(shí)重傳的機(jī)制。對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理使結(jié)果更加精確,在計(jì)算累積流量時(shí)采用了拉格朗日多項(xiàng)式插值和Simpson積分法對離散數(shù)據(jù)進(jìn)行積分處理。為了快速、穩(wěn)定的進(jìn)行空間站通用水箱液路試驗(yàn),利用兩個(gè)PID控制環(huán),即流速環(huán)和液位控制環(huán)對液路泵系統(tǒng)進(jìn)行有效控制�？臻g站通用水箱測試項(xiàng)目多,測試操作復(fù)雜,并且還要加速模擬水箱在空間站長期工作情況,所以本文設(shè)計(jì)了自動測試子系統(tǒng),使測試過程可編程、可配置地全自動完成空間站通用水箱各項(xiàng)指標(biāo)的測試,并對測試過程進(jìn)行完整的記錄。本課題研制的空間站通用水箱綜合性能測試試驗(yàn)臺,經(jīng)過標(biāo)檢與驗(yàn)收,各項(xiàng)功能正常,滿足技術(shù)指標(biāo)。目前正在對空間站通用水箱產(chǎn)品做測試,使用效果較好。另外空間站通用水箱綜合性能測試試驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法對即將進(jìn)行的空間站硫酸箱測試項(xiàng)目有很好的借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】：空間站通用水箱 自動化測試 PID閉環(huán)控制 超時(shí)重傳 數(shù)據(jù)濾波 離散值積分
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V416.8;V476.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題研究的目的和意義10-11
• 1.3 課題相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀分析11-15
• 1.3.1 航天器測試技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 空間站水循環(huán)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 研制目標(biāo)15-16
• 1.5 論文的主要內(nèi)容16-17
• 第2章 測試系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17-29
• 2.1 測試系統(tǒng)的功能需求分析17-20
• 2.1.1 測試系統(tǒng)功能組成17-18
• 2.1.2 系統(tǒng)技術(shù)要求18
• 2.1.3 系統(tǒng)設(shè)備指標(biāo)要求18-20
• 2.2 測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)20-21
• 2.3 測試流程21-22
• 2.4 測試系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)22-27
• 2.4.1 測試系統(tǒng)硬件整體設(shè)計(jì)22-24
• 2.4.2 測試系統(tǒng)軟件整體設(shè)計(jì)24-27
• 2.5 可靠性與安全性設(shè)計(jì)27-28
• 2.5.1 硬件可靠性設(shè)計(jì)27
• 2.5.2 軟件可靠性設(shè)計(jì)27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第3章 測試系統(tǒng)的硬件平臺設(shè)計(jì)29-44
• 3.1 超純水制備模塊設(shè)計(jì)29-31
• 3.1.1 超純水機(jī)29-31
• 3.1.2 超純水罐31
• 3.2 稱重模塊設(shè)計(jì)31-33
• 3.3 操作臺模塊設(shè)計(jì)33-38
• 3.3.1 流量計(jì)33-36
• 3.3.2 壓力傳感器36-37
• 3.3.3 減壓器37-38
• 3.3.4 過濾器38
• 3.4 排液模塊設(shè)計(jì)38-39
• 3.5 抽真空模塊設(shè)計(jì)39-41
• 3.5.1 真空泵39-41
• 3.5.2 真空計(jì)41
• 3.6 測試設(shè)備實(shí)物圖41-43
• 3.7 本章小結(jié)43-44
• 第4章 測試系統(tǒng)的軟件平臺設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理44-68
• 4.1 通訊模塊設(shè)計(jì)44-48
• 4.1.1 通訊安全設(shè)計(jì)44-47
• 4.1.2 通訊協(xié)議47-48
• 4.2 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)48-52
• 4.2.1 模擬量數(shù)據(jù)采集原理48-50
• 4.2.2 模擬量輸入模塊50-52
• 4.3 數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)52-58
• 4.3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理52-54
• 4.3.2 累計(jì)流量計(jì)算54-58
• 4.4 控制模塊設(shè)計(jì)58-62
• 4.4.1 電磁閥控制模塊設(shè)計(jì)58
• 4.4.2 蠕動泵控制模塊設(shè)計(jì)58-62
• 4.5 自動化測試模塊設(shè)計(jì)62-67
• 4.5.1 液路自動化測試模塊設(shè)計(jì)62-65
• 4.5.2 氣路自動化測試設(shè)計(jì)65-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 第5章 試驗(yàn)臺安裝和系統(tǒng)測試結(jié)果68-74
• 5.1 試驗(yàn)臺安裝與清潔68-70
• 5.2 系統(tǒng)測試70-73
• 5.3 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-81
• 附錄81

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本文編號：855978