考虑姿态控制的控制力矩陀螺微振动抑制研究

高精度卫星上的光学载荷需要隔离振动来保证指向精度和成像质量,而卫星上用以姿态控制的控制力矩陀螺(CMG)在运行时会对卫星本体产生扰动力和扰动力矩,影响光学载荷的设计指标。本文以CMG这类典型的卫星姿态控制设备为研究对象,通过实验获得其振动特性,并在此基础上考虑姿态控制过程中调姿振动与六自由度隔振系统模态振型之间的耦合引起的共振现象,选择集群式CMG的安装方式实现两者间的稳定运行。而后根据理论分析对隔振系统的设计进行优化和有限元仿真,最后通过实验验证了隔振系统在微振动抑制上的有效性。

核桃定向破壳装置设计及试验

【目的】核桃破壳是核桃加工过程中的重要工序,针对现有核桃破壳方法因随机运动而导致碎仁率高的问题,基于核桃的外形特征和力学特性提出一种采用振动调姿定向破壳方法,并开展试验研究,以提高核桃的破壳质量。【方法】以云南大姚103核桃为研究样本,测得了核桃的横径、纵径、棱径,以及沿3个方向的破壳力,核桃破壳时沿横径方向施力,不仅所需的破壳力小,而且碎仁率低。基于这一受力特征,设计了一种由皮带和压板组成的楔形定向破壳装置,并对核桃破壳过程中各瞬时进行力学分析,确定了影响破壳性能的主要因素。以破壳率、碎仁率为评价指标,采用单因素试验法,确定了皮带速度、弹簧刚度系数、压板倾角的选取范围;并以皮带速度、弹簧刚度系数、压板倾角为试验因素,开展了三因素三水平正交试验;以提高破壳率、降低碎仁率为目标,运用Design-expert软件对试验因素进行参数优化,获得了各因素的最优参数组合。【结果】基于所研制的定向破壳装置开展了定向破壳试验,结果表明:当皮带速度为93 mm/s,弹簧刚度系数为42 N/mm,压板倾角为2.5°时,破壳率为97.2%,高路仁率86.5%,碎仁率为13.5%。【结论】提出的定向破壳方法可行,设计的破壳装置基本满足行业要求,相关研究成果可为核桃等坚果破壳机械的研发和改进提供参考。