本文關(guān)鍵詞：月壤鉆探取心鉆進(jìn)規(guī)程研究　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：我國月面采樣任務(wù)的目標(biāo)是實現(xiàn)月壤樣品的獲取與返回地球，月壤鉆探取心過程的可靠性和合理性對鉆進(jìn)規(guī)程有嚴(yán)格要求。面向月壤鉆探取心任務(wù)中被鉆對象的隨機(jī)性和不確定性，以鉆進(jìn)過程的高效性和可靠性為目標(biāo)，本文提出了一種基于可鉆性等級辨識的鉆進(jìn)規(guī)程。在建立鉆具與月壤相互作用力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，獲得月壤的合理鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)。采用模式識別方法，開展基于鉆進(jìn)特征的典型模擬月壤樣本辨識研究，引入可鉆性概念并劃分典型模擬月壤樣本的可鉆性等級，實現(xiàn)基于可鉆性等級辨識的鉆進(jìn)規(guī)程規(guī)劃。 基于土力學(xué)和巖石切削相關(guān)理論，在充分考慮月壤失效、破壞形式與鉆具工作模式、鉆具構(gòu)型參數(shù)的基礎(chǔ)上，以鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)為變量，建立了鉆具與月壤、月巖間相互作用力學(xué)模型。針對不同鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)下的月壤鉆進(jìn)過程進(jìn)行分析和預(yù)測，利用最小能量散耗原理，引入功率、鉆壓力、取心率等相關(guān)約束條件，獲得了月壤的合理鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)；基于鉆具切削月巖過程和鉆具沖擊月巖過程的分析，獲得了月巖鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)的優(yōu)選方法。 開展了月壤鉆探取心鉆進(jìn)特征的辨識研究，通過對鉆進(jìn)過程中狀態(tài)監(jiān)測信號的提取與分析，獲得了典型模擬月壤樣本鉆進(jìn)過程的辨識特征。構(gòu)建了基于支持向量機(jī)的辨識模型，實現(xiàn)了不同類型月壤鉆進(jìn)特征的識別。開展了鉆進(jìn)特征的辨識試驗研究，分析了辨識模型結(jié)構(gòu)參數(shù)和鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)對鉆進(jìn)特征辨識結(jié)果的影響，優(yōu)化了辨識模型，提高了辨識結(jié)果的準(zhǔn)確性。 參考地質(zhì)領(lǐng)域可鉆性分級方法，將月壤的鉆進(jìn)特性統(tǒng)一采用可鉆性描述，簡化了辨識參數(shù)。針對典型模擬月壤樣本，劃分了相應(yīng)的可鉆性等級，開展了典型模擬月壤樣本的可鉆性等級辨識研究，將辨識結(jié)果與相應(yīng)可鉆性等級月壤的鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)實時匹配，，獲得了基于可鉆性等級在線辨識的鉆進(jìn)規(guī)程。構(gòu)建了多層隨機(jī)分布的試驗樣本，驗證了在線辨識鉆進(jìn)規(guī)程的合理性。
[Abstract]:Our goal is to obtain the lunar surface sampling task implementation of lunar soil samples and return to earth, the lunar soil coring drilling process reliability and rationality of the drilling process has strict requirements for lunar soil drilling coring drill is task randomness and uncertainty of the object, the efficiency and reliability of the drilling process as the goal. This paper presents a specification for drilling drillability grade identification based. Based on the establishment of drilling tool and lunar soil interaction mechanical model, reasonable drilling parameters for lunar regolith. Using pattern recognition method, research sample identification of typical soil simulant drilling characteristics based on introducing drillability concept and typical division simulated lunar soil sample drillability grade, realize drillability grade drilling planning procedures based on the identification.
And the rock cutting theory of soil mechanics based on considering soil failure, failure form and drilling work mode based drilling configuration parameters, the drilling parameters, drilling tool and lunar soil was established, the interaction between the rock mechanics model. According to different drilling parameters for lunar soil drilling process analysis and prediction of the minimum energy dissipation principle, introducing power, drilling pressure, the heart rate and other related constraints, obtained the reasonable drilling parameters of lunar regolith; analysis of drill cutting process and the impact of lunar lunar drilling process based on the optimization methods of rock drilling parameters is obtained.
To carry out the identification of the lunar soil drilling coring drilling characteristics, through the extraction and analysis of the monitoring signals in drilling operation, the identification of typical characteristics of simulated lunar soil samples in the process of drilling. Construction of the identification model based on support vector machine recognition, realize the different types of lunar soil drilling experiment was conducted to study the characteristics. Identification of drilling characteristics, analyses the influence of structure parameter identification model and drilling parameters on the drilling results of feature identification, optimized identification model, improve the accuracy of the identification results.
Diamond grading method of the reference domain of geology, drilling will regolith drillability using characteristic of the unified description, simplifies the parameter identification. For the typical simulated lunar soil samples, the corresponding drillability grade, carry out the typical lunar simulant sample drilling research grade identification, identification results and corresponding the drill level of lunar soil drilling parameters real-time matching, obtained for drilling drillability grade based on the online identification. The construction of test sample multilayer random distribution, to verify the rationality of online identification of drilling.

【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】：2013
【分類號】：P184;P634

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本文編號：1361568