為實現(xiàn)飛行器在高空、低壓狀態(tài)下的準(zhǔn)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(jī)組合點(diǎn)火實現(xiàn)其姿/軌調(diào)控。推力矢量作為周向動力布置系統(tǒng)的關(guān)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(chǎn)生的推力矢量進(jìn)行準(zhǔn)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(biāo)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(diǎn),從而保證了測試結(jié)果的穩(wěn)定性與可靠性。通過對石英晶體性質(zhì)、壓電機(jī)理和壓電效應(yīng)的研究得到了壓電效應(yīng)表達(dá)式;通過對晶體切型的選擇、晶組的選擇與構(gòu)成等方面的研究分析完成了壓電式三向力傳感器的設(shè)計。以四點(diǎn)支撐式壓電測力儀為基礎(chǔ),并結(jié)合周向動力布置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),完成了測試系統(tǒng)的設(shè)計;介紹了測量的理論原理,包括推力矢量相關(guān)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(jìn)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(xué)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(yīng)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(nèi)容
2 周向動力裝置測量原理分析
    2.1 測試要求及難點(diǎn)
    2.2 基于壓電的力測量方法
        2.2.1 壓電機(jī)理
        2.2.2 壓電效應(yīng)表達(dá)式
    2.3 壓電式三向力傳感器的設(shè)計
        2.3.1 石英晶體幾何切型的選擇
        2.3.2 晶組構(gòu)成
    2.4 本章小結(jié)
3 測試方案設(shè)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(yù)緊力確定
    3.4 測試系統(tǒng)靜力學(xué)及模態(tài)分析
        3.4.1 靜力學(xué)分析
        3.4.2 模態(tài)分析
    3.5 ANSYS模擬加載
        3.5.1 數(shù)學(xué)模型
        3.5.2 模擬加載
    3.6 本章小結(jié)
4 測試系統(tǒng)動靜態(tài)性能標(biāo)定
    4.1 標(biāo)準(zhǔn)力加載裝置
    4.2 靜態(tài)標(biāo)定實驗性能指標(biāo)
    4.3 三向力標(biāo)定
        4.3.1 主向力F_Z標(biāo)定
        4.3.2 側(cè)向力F_X標(biāo)定
        4.3.3 側(cè)向力F_Y標(biāo)定
    4.4 三向力矩標(biāo)定
        4.4.1 滾裝力矩M_Z標(biāo)定
        4.4.2 俯仰力矩M_Y標(biāo)定
        4.4.3 偏航力矩M_X標(biāo)定
    4.5 向間干擾補(bǔ)償
    4.6 動態(tài)性能驗證
    4.7 本章小結(jié)
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(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 A 測力儀結(jié)構(gòu)圖
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：4016131