根據(jù)我國“探月三期”工程的任務(wù)目標(biāo)，采集月表2m深度下且保持原始層理特性的月壤樣本，質(zhì)量不小于500g。本文從采樣鉆具與月壤間的相互作用力學(xué)模型、鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)模型和鉆進(jìn)電機(jī)模型三個(gè)方面分別展開研究，建立月壤采樣裝置鉆進(jìn)系統(tǒng)模型，對(duì)不同工況下鉆進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行情況分析，分析相應(yīng)的控制策略。本文主要從以下方面展開： 首先，基于土力學(xué)基本理論，研究月壤顆粒群在螺旋鉆桿作用下的運(yùn)移規(guī)律，考慮了鉆屑的徑向分布特性，分析了鉆桿螺旋面上月壤微元的受力情況以及鉆頭與月壤間的相互作用力學(xué)關(guān)系，通過分析螺旋輸土的臨界狀態(tài)給出了鉆桿臨界速度，得到了進(jìn)尺速度與回轉(zhuǎn)速度的耦合系數(shù)，獲得了鉆桿阻力矩、輔助鉆壓力和鉆頭阻力矩的解析模型，建立采樣鉆具與月壤間相互作用力學(xué)模型。 其次，根據(jù)月壤采樣裝置功能需求及對(duì)國外采樣成功案例分析，確定鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)的基本方案，建立鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)簡化模型，對(duì)加載機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)模型的各部件力學(xué)分析，建立鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)力學(xué)模型，研究步進(jìn)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和矢量控制方法，建立步進(jìn)電機(jī)矢量控制模型，對(duì)無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和雙閉環(huán)控制方法研究，建立無刷直流電機(jī)雙閉環(huán)控制模型，分別通過仿真驗(yàn)證了電機(jī)控制模型的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 地外天體深層鉆取采樣技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 步進(jìn)電機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 無刷直流電機(jī)的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究內(nèi)容
第2章 采樣鉆具與月壤間相互作用力學(xué)分析
    2.1 采樣鉆具與月壤作用力學(xué)分析
        2.1.1 月壤顆粒群運(yùn)移規(guī)律
        2.1.2 鉆桿螺旋面上月壤受力分析
        2.1.3 鉆頭與月壤相互作用力學(xué)分析
    2.2 鉆進(jìn)參數(shù)分析
        2.2.1 鉆進(jìn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)
        2.2.2 鉆進(jìn)力學(xué)參數(shù)
    2.3 本章小結(jié)
第3章 月壤采樣裝置鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)及電機(jī)模型研究
    3.1 鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)力學(xué)分析及建模
        3.1.1 加載機(jī)構(gòu)力學(xué)分析及建模
        3.1.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)力學(xué)分析及建模
    3.2 加載機(jī)構(gòu)電機(jī)建模與仿真
        3.2.1 步進(jìn)電機(jī)數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 步進(jìn)電機(jī)矢量控制模型
        3.2.3 仿真結(jié)果
    3.3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)建模與仿真
        3.3.1 無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型
        3.3.2 無刷直流電機(jī)雙閉環(huán)控制模型
        3.3.3 仿真結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第4章 月壤采樣裝置鉆進(jìn)系統(tǒng)建模與分析
    4.1 鉆進(jìn)參數(shù)分析
        4.1.1 鉆桿臨界速度及進(jìn)尺速度
        4.1.2 鉆桿阻力矩及輔助鉆壓力
        4.1.3 進(jìn)尺驅(qū)動(dòng)力矩及鉆具阻力矩
        4.1.4 回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力矩
    4.2 鉆進(jìn)系統(tǒng)仿真及分析
        4.2.1 鉆進(jìn)系統(tǒng)仿真
        4.2.2 鉆進(jìn)系統(tǒng)控制策略分析
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3931711