深孔轴线直线度测量技术研究

针对深孔轴线的直线度的测量,设计了一种远距离,二维直线度的激光测量方法。这种方法以经过单模光纤耦合的单一、准直的激光束作为测量基准,光电二维位置敏感元件采用四象限光电池,实现了水平和竖直方向直线度的同时测量和同时显示,并对信号进行处理和直线度误差评定,得出深孔轴线直线度的误差值。     

激光准直仪的光学系统设计

本文介绍了一种用于转动传动系统轴间准直的激光准直仪和它的光学系统设计考虑.所研制的准直仪由激光器及准直系统、反射棱镜、四象限探测器和微处理器组成,可实时显示指导性调节量.其光学系统精度达5μm.     

D_(38)型长大货车在直线上运行的动态偏移量试验研究

对D_(38)型长大货车的振动偏移量进行了实测试验研究,结果表明:各速度级下的最大横向偏移量在距轨面1600 mm高度以下时变化不大,随着距轨面高度的继续增加,最大横向偏移量也线性增大;同一速度级下运行时,同一断面不同高度处的最大垂向偏移量基本一致;最大偏移量与运行速度间不存在单增或单减的对应关系,在5 km/h~45 km/h速度级,最大偏移量相差都不大;在直线上运行时的最大横向偏移量和最大垂向偏移量分别为198 mm和113 mm,最大侧滚角、摇头角和点头角分别为2.540°、0.311°和0.309°。     

四象限传感器用于激光跟踪仪光斑偏移量测量

为了保证激光跟踪仪的跟踪速度和跟踪精度,要求发现目标靶镜运动和反映靶镜位移的四象限传感器信号的处理过程具有快速、准确的动态响应。推导出四象限传感器在对角线算法中的输出信号与光斑偏移量之间的关系为超越函数关系。针对超越函数关系不易快速解算的难题,结合激光光斑的特性,采用了泰勒级数展开算法。使用高精度直角坐标测量机对光斑偏移量测量系统进行了验证实验。实验结果表明:该测量系统实时性好,每秒测量次数达到1 050次;测量精度高,在±400μm测量范围内测量精度可达6μm。该系统可以广泛应用于需要微小位移测量的相关领域。     

光通信中激光发散小角度远场焦斑测量法

根据激光发散角经准直后的微小角度的测量理论,提出了采用远场焦斑和CCD进行快速准确的测量方法,最后实际测出了激光准直后的远场发散角。实验证明:采用该方法可以达到空间光通信的激光发散小角度微弧度量级的要求,并且所带来的误差小于国际标准组织规定的最大值。     

四象限探测器参数自动检测系统的设计与研制

以某型号激光导引炸弹为背景,主要针对视场角、中心盲区和象限盲区技术参数进行设计并研制了四象限探测器参数自动检测系统．通过二维转台模拟导引头在空间飞行时的运动姿态,使激光光源对四象限探测器进行扫描．利用“中心带”检测方法,对四象限探测器方位、俯仰两路电压信号采集处理得到所要检测的参数值．该系统操作简便、测试精确度高并已成功运用于某型号激光制导炸弹的四象限探测器的检测环节中．     

激光合成波长干涉仪的准直方法研究

对激光合成波长干涉仪的准直方法进行研究.提出采用四象限探测器实现激光合成波长干涉仪的准直方法,描述激光合成波长干涉仪的准直原理与信号处理方法;对参考角锥棱镜进行准直测量实验,实验结果表明:在x方向所测数据的标准偏差从7.038 mV减小到1.6 mV,在z方向所测数据的标准偏差从30.118 mV减小到1.119 mV;对测量角锥棱镜进行准直测量实验,实验结果表明:在x方向所测数据的标准偏差从3.204 9 mV减小到1.202 mV,在y方向所测数据的标准偏差从2.831 231 mV减小到0.673 mV.验证了所用准直方法的可行性和实用性.     

激光基准在机床工作台误差自动校正中的应用

本文提出了一种以激光为基准机床运动误差自动校正技术。为了对激光束进行准直,利用光纤和半导体激光调制技术,形成激光束准直系统,使用四象限探测器接收激光束,可以消除杂散光、激光束漂移的影响。以准直后的漱光束为基准,四象限探测器在线探测机床工作台直线运动误差,然后利用反馈系统驱动压电晶体自动校正误差,实现误差自动补偿。     

一种利用PSD测量火炮身管直线度的方法

利用半导体激光准直光束作为测量参考基准,用位置敏感探测器(Position-Sensitive Detector,PSD)作为接受器件,研制了一套火炮身管直线度自动检测系统.该系统集精密机械技术,激光准直技术,电子技术,计算机技术等多学科为一体,实现了火炮身管直线度的非接触无损自动检测.对系统的结构设计、检测原理及系统...     

四象限探测器定位精度的分析与仿真

为了研究影响四象限探测器(QD)在空间激光通信系统中的跟踪精度,以及光斑特性和外部环境对探测器的影响。首先理论推导了四象限探测器光斑检测的原理,然后对光斑半径、光斑位置、背景光、光斑能量分布、死区、系统信噪比等因素进行了仿真分析。研究结果表明,光斑半径的增加会降低四象限探测器的位置探测灵敏度。光斑能量分布、背景光和死区会对光斑位置检测精度产生影响,系统信噪比的提高可以提高位置检测精度。     

大型可展构架式星载抛物面天线结构设计

提出了一个利用伸缩杆驱动的六棱柱展开单元,和国内外已有的设计相比,该单元可动机构数较少,展开可靠度高,结构刚度好,且具有很广泛的几何适应性,能容易地构造复杂二维可展结构,具有广泛的应用前景．利用伸缩杆六棱柱单元,设计了一大型构架式切割抛物面天线,并简要介绍了天线的可展节点细部设计杆件分类统计．该天线的形面精度较高,质量轻,造价低．最后,对天线模型进行了结构分析,说明天线具有良好的刚度．     

考虑扭簧失效的桁架式可展开天线可靠性研究

利用故障树理论建立桁架式可展开天线失效模型,在此基础上,采用概率理论推导出天线系统失效概率方程,利用动力学理论建立桁架式可展开天线展开分析方程,对不同位置处扭簧失效时天线的展开过程进行分析,进而得出扭簧失效时使天线无法完全展开或使其展开形面精度很差的扭簧位置和失效后对天线展开及其展开形面精度基本没有影响的扭簧位置;将此分析结果引入可靠性分析中,可以使可展桁架天线的可靠性分析更准确.通过一个算例计算了桁架式可展开天线的可靠度,得其可靠度为0.999 787 571.     

双环可展桁架结构动力学分析与试验研究

基于广义逆矩阵方法分析双环可展桁架的运动过程,通过数值仿真,得出双环可展桁架在展开过程中的各个状态.经过对比分析可知,对于大口径天线,双环可展桁架的刚度可以比同口径单环可展桁架明显增加.利用上述仿真程序输出的几何模型,进一步对50m双环可展桁架原型建立有限元模型,并进行展开过程中各状态的振动模态分析.对2m天线试验样机采取悬挂法消除重力影响并进行振动模态试验,且将其与有限元计算结果对比,结果表明两者的频率较为接近,验证了有限元动力学分析的正确性.     

空间可展桁架结构动力学分析

采用广义逆矩阵方法分析空间可展桁架结构的运动过程。以笛卡尔坐标系下节点的自然坐标为未知量，建立桁架结构展开过程的动力学基本方程，将约束方程嵌入动力学方程，导出一组不含乘子且方程数目等于结构自由度数的动力学方程。采用主动校正法对数值分析的约束违约进行了修正。提出了一种切实有效的数学算法构造了约束方程及其雅可比矩阵，实时地模拟了结构收纳过程的约束条件。自行编制的仿真程序算例证明了该分析方法的正确性。     

预应力混凝土构件纯扭强度计算方法

以变角空间桁架理论为基础,在考虑莫尔应力协调条件下,提出了预应力混凝土纯扭构件破坏形态的判别准则,并建立了纯扭强度的计算方法.通过试验资料的验证,计算值与试验值吻合较好,并且具有较高的计算精度,因此,对预应力混凝土构件纯扭强度的计算方法进行进一步验证是十分必要的.研究预应力混凝土构件纯扭作用的机理和制定其强度的计算方法,是解决复合受扭强度计算的基础.     

视觉测量中光学测头姿态估计方法

基于光学测头特征点成像的单机视觉坐标测量系统具有测量空间大、测量精度高及可进行现场测量等优点,是替代传统的大型坐标测量机的最有发展前途的技术方案之一.为实现该测量方法,必须先解决光学测头姿态估计问题,为此,提取一种利用SVD与矢量观测值的姿态确定方法.首先,通过基于SVD的5点优化算法确定特征点的空间坐标;然后,利用特征点的测头坐标和空间坐标建立关于测头坐标矢量、像机坐标矢量的矩阵方程,优化求解矩阵方程确定光学测头(测头坐标系)相对于像机坐标系的姿态.该算法利用所有数据冗余信息,提高了测量系统的精度和稳定性.实验证明,该算法切实可行,系统的单点重复性及测量不确定度<0.1 mm.     

可展桁架天线热-结构耦合分析

利用热传导 辐射理论建立方程,同时引入可展桁架天线所处的轨道条件,计算出可展桁架抛物面天线在轨运行时不同时刻的温度场;考虑结构非线性,建立结构热变形计算方程,并将热分析与结构分析进行耦合.利用Fortran语言,编制基于上述理论的有限元程序,计算出可展桁架天线在轨运行时不同时刻天线的温度场和热变形,以及不同时刻反射面的形面误差均方根（RMS）.采用热-结构耦合分析方法对算例的分析表明,该方法可实现可展桁架天线从热分析到结构分析的直接转化和耦合,可用于指导可展桁架天线的结构设计和热控制设计.     

张弦立体桁架抗扭刚度对结构稳定性能的影响

以某实际张弦立体桁架结构为基础,通过在结构中布置不同数量的连系桁架形成4个计算模型.计算这4个模型在不同矢高、垂距、桁架高度、拉索截面及其预应力情况下的失稳模式,结果显示所有情况下结构失稳时立体桁架均发生明显的扭转变形.利用理论分析方法及有限元法研究立体桁架的抗扭刚度及其对结构稳定性的影响,发现张弦立体桁架结构的稳定承载力会随着立体桁架扭转刚度的增加而增加.当立体桁架上弦仅有横向支撑时,结构的扭转刚度主要取决于横撑的弯曲刚度,此时须保证横撑与主管刚性连接,否则立体桁架在扭矩作用下可能形成局部瞬变体系而丧失抗扭转能力.在横撑基础上附加斜向支撑是解决瞬变问题的有效方法,研究表明斜撑可以极大地提高结构的抗扭刚度,进而提升张弦立体桁架结构的整体稳定承载力.     

周边桁架可展开天线展开过程运动分析及控制

根据周边桁架式可展开空间天线的结构特点,先建立周边单元浮动坐标系,采用坐标变换方法,得出了周边单元间的运动变换关系,建立了该天线通用的展开过程运动分析模型,可分析展开过程中结构上任意点的位置、速度和加速度．为避免展开过程中冲击过大,对周边单元的展开速度进行规划．根据驱动绳索的运动与单元展开运动之间的变换关系,将周边单元的运动规划转化为展开绳索的运动控制,对天线的展开实施位置控制．仿真实例表明该控制方法可使天线按照规划的展开角变化规律平稳展开．