三维转动装置惯量耦合和动力学耦合研究

在对对接全物理仿真试验台三维转动装置的惯量耦合和动力学耦合进行分析基础上,建立了相关数学公式.根据转动惯量与转角之间的关系,提出了一些减小惯量耦合的建议,为转动装置的设计提供了依据.通过算例说明,最大惯量耦合发生在基座上,为3%.根据欧拉方程,推导了转动装置各框架的动力学方程,为试验台动力学分析打下了基础.

数字图像处理在焦距测量中的应用

本文介绍了几种数字图像处理法的焦距评价函数，而且对其中３个焦距评价函数进行了实验。文中还详细介绍了实验装置的工作原理，并对实验结果进行了分析。

基于磁场磁核分析的原油防蜡降粘机理

介绍了含蜡原油空间三维网状结构的形成机理及其研究进展,分析了磁场对石蜡磁性核的作用,研究了原油磁处理防蜡、降粘技术机理,并进行了试验验证。磁场作用下石蜡磁性核按能级规则取向排列,并绕磁场进动,改变了原油中石蜡的结晶过程,可以有效防止蜡晶形成三维网状结构,使石蜡结晶成核半径减小,结晶释放潜热增多,产生防蜡降粘的效果。

高精度温度测量

】介绍了由Ａ级薄膜工业铂电阻Ｐｔ１００作为温敏元件所构成的温度传感器，并通过硬件电路对传感器的非线性进行改善，采用单片机对测量数据进行处理，给出了温度测量的精度估计。

工业过程稳态随机优化理论研究与算法

本文对工业过程稳态优化问题在有有随机噪声的情况下进行理论上的研究,提出了随机系统稳态的概念和随机稳态优化的最优解的概念,并且提出一种基于方差分析的二次近似次优算法,证明了该算法的最优性和收敛性,仿真验证了该算法比原有方法更有效。

低频往复摆动式模拟平台摩擦特性及实验研究

由于基于MEMS微构件摩擦测试技术存在局限性,开发了新型微摩擦测试系统,用于金属、非金属和高分子材料表面的摩擦特性研究。基于摆动平台的工作原理及运动数学模型,设计了由电磁力驱动的可变频率摆动机构,用于实现样本的往复滑动;并应用新型微、纳测量头施加法向载荷。任意选取钢、玻璃和聚四氟乙烯3种试样,与金属小钢球构成不同的摩擦副,进行了变法向载荷、变摆动频率的多次测量实验,得到了各摩擦副中的瞬时摩擦力和瞬时摩擦系数。通过实验分析发现,在微小法向载荷作用下,模拟平台可以实现微动摩擦的相对滑动模拟,获得的摩擦特性与文献中的结论相一致,说明该低频往复式微动磨损测试系统具有可靠性和工作稳定性。

战略导弹姿态系统的变结构自适应控制研究

文中基于自校正自适应控制器原理,提出一种连续变结构自适应控制系统设计方案。通过对变结构控制中的滑动超平面进行自适应调整,使系统特性得到进一步改善。文中将该方案应用于战略导弹的滚动通道的控制器设计中,通过仿真验证了该方法的有效性和可靠性。

空间相机镜筒柔性支撑结构设计与动力学分析

为了减小卫星平台的随机振动对空间相机像质的影响,为空间相机的镜筒设计了一套柔性支撑结构,并对柔性结构的动力学特性进行了深入研究。首先,在镜筒及其支座之间放置2mm厚的橡胶环,使镜筒和支撑之间形成柔性连接。然后,应用参数识别的方法对柔性支撑的迟滞阻尼特性进行分析,得到其刚度系数和阻尼系数随频率变化的公式。最后,使用拉格朗日法建立整个系统的动力学方程,得到镜筒质心位置位移和转角随频率变化的曲线。动力学分析结果表明:当振动频率大于663Hz时,位移传递率小于0.6;当频率大于974Hz时,转角变化范围在(0.046～0.050)°之间;满足设计要求。柔性支撑结构对高频振动抑制效果显著,可以为空间相机提供一个稳定的工作环境。

对接仿真试验台姿态模拟装置优化设计与试验研究

针对地面对接仿真试验台对姿态模拟装置的要求,分析了气浮、液体静压和机械转台结构形式的姿态模拟装置,提出了一种抗弯件式姿态模拟装置,它能满足质量轻、刚度、强度大和摩擦力矩小的要求。利用ANSYS对姿态模拟装置进行了优化设计,优化后其质量降低了23％。由于轴承使用环境的特殊性,对姿态模拟装置的摩擦力矩进行了测试,主动仿真试验台姿态模拟装置最大摩擦力矩5．6 N·m,被动仿真试验台姿态模拟装置最大摩擦力矩1．32 N·m。结果表明抗弯件式姿态模拟装置是一种比较合理的结构,保证了地面对接仿真的真实性。

低频往复式微动磨损测试系统驱动频率影响及其实验研究

为了研究满足现代化设备的连续工作条件以及在微型装置的研制中减小微动磨损的要求,提出一种低成本通用式低频往复式微动磨损测试系统。通过调节驱动电压频率控制运动平台的滑动速度来测试不同摩擦副间的摩擦系数,并分析样本间摆动频率与摩擦系数的关系。开展了硅片、抛光铝、钢、玻璃和聚四氟乙烯与金属钢球构成摩擦副的微动摩擦测量实验。结果表明,当摆动频率小于磨损失效频率时,在较小和较大载荷作用下,摩擦系数随摆动频率增加而近似线性下降;而在载荷较大时,低硬度的摩擦副的摩擦系数是随着频率增加而下降,其摆动频率对摩擦系数的影响与文献中的变化规律相一致,验证了该系统的工作可靠性,且研究结果会对微动磨损的下一步研究提供重要的参考价值。

航天器对接试验台主动对接环失重模拟技术研究

为航天器对接五自由度试验台研究了外装智能式失重模拟技术:外装机构对主动对接环从外部进行吊装,吊装点位于主动环质心,可实现主动环三轴自由转动,并能方便地实现与主动环的安装与分离;智能式重力平衡器能迅速地、高精度地提供失重模拟平衡力,并保证主动环的上下自由运动及二维平动运动。本文提供了一个设计实例,并作了动态响应仿真分析。设计的外装机构附加质量仅有3kg,附加惯量小于1 5kg·m2,装置动态响应时间小于5ms,各向失重模拟误差1～2%。

空间光学系统反射镜轻量化技术综述

分别从材料选择、制造工艺、结构形式等方面对国内外空间光学系统反射镜的轻量化技术进行了系统的评述,分析了轻型反射镜技术的现状和发展趋势。针对国内的技术水平,对今后的研究工作提出了几点建议。

空间相机指向反射镜面形误差仿真分析

分析了引起某空间相机指向反射镜面形误差的载荷,运用有限元分析软件对指向反射镜在几种典型载荷作用下产生的镜面变形进行了多场耦合仿真,计算结果表明该指向反射镜完全满足光学系统的性能要求,从而为相机设计提供了有力依据。

工业过程随机稳态优化控制的二次近似方法

本文对于随机稳态优化问题进行方差分析,详细推导了在考虑方差因素下系统的动态过程与稳态响应之间的关系,并且建立了一种二次近似算法,其结果比在确定性等价意义下的算法更有效,性能指标更优,并可用于一般的含典型非线性环节的系统。

非凸稳态大系统的递阶优化

本文讨论了非凸稳态大系统最优控制的OPBM递阶算法,在此算法的基础上,讨论了通过加入位移因子,对实际系统施加全局反馈或局部反馈,从而克服了模型与实际系统有差异的影响,由于OPBM法应用了加入罚系数项的增广拉格朗日函数,对问题进行凸化,所以它可应用于一类非凸的问题。

空间对接实验台四点支撑式转动技术

针对空间对接机构五自由度动力学实验台转动装置结构简单、质量轻、摩擦力矩小的技术要求,研究了一种四点支撑式转动技术。进行了四点支撑方案的结构分析和主梁设计,提出了主梁径向位置的保证措施及具有低摩擦力矩的轴向承载结构。研制了二吨台四点支撑方案模拟实验装置,实验结果表明:最大静摩擦力矩仅为2.1N·m,满足了设计要求。

基于小波的二维转动装置优化设计与摩擦试验研究

针对地面对接仿真试验台对二维转动装置的要求,对多种方案分析后,设计了一种抗弯件式结构形式的二维转动装置,它能满足质量轻、刚度强度大和摩擦力矩小的要求。利用基于小波的约束随机方向法对该装置进行了优化设计,这种优化方法不仅提高了优化速度,而且克服了传统约束随机方向法不易求得全局最优解的缺点,优化后其质量降低了30%。随后对该装置的摩擦力矩进行了测试,主动仿真试验台二维转动装置最大摩擦力矩5.6N·m,被动仿真试验台二维转动装置最大摩擦力矩1.325N·m。说明抗弯件式二维转动装置是一种比较合理的结构,为仿真试验台真实的模拟对接过程奠定了基础。

基于轴心轨迹分析的热真空齿轮机构磨损监测系统

在空间齿轮机构热真空实验中,轴心运动轨迹能够反映轴承的磨损程度。由于空间齿轮的轴心位移很微小,传统的电涡流传感器测量法并不适宜,据此提出采用加速度信号测量和二次积分的方法测量轴心的运动轨迹,并根据该原理设计验证了一个基于轴心轨迹分析的热真空齿轮机构磨损监测系统:采用3个位于不同测试点的3轴加速度传感器作为敏感元件,并采用"同时采样,分时转换"方法,使用一个经济型采集卡实现九路信号的同步采样,在低成本条件下精确实现了被测点的运动合成。文末给出并分析了该系统应用于空间齿轮机构的实测轴心轨迹。

微动磨损测试微摩擦测量头刚度标定

针对通用于一般机构和微、纳机电系统(MEMS/NEMS)的微动磨损测试,新研制了低频往复式微动磨损测试系统。采用微压痕式直接标定方法,首先标定垂直、侧向加载测试的传感器灵敏度,再用标定的传感器进行了电磁加载微测量头装置的机构刚度标定。实验结果表明:垂直、侧向分别加载得到的机构刚度值偏差小,电磁加载微测量头装置可靠性、实验一致性好。

测量卫星相机用的 CCD 拼接误差

本文介绍了拼接卫星相机用的ＣＣＤ卫星器件时相对位置的测量方法及整个测量系统的工作原理，提出了一种有良好性能的焦距标度数学模型，分析了其实测的结果，并给出了焦距标度与被测件位置的关系曲线图。