冲击摆冲量测量的原理及精度分析

冲量测量是进行激光推力器研究需要优先解决的实验技术问题,冲击摆用于冲量测量具有明显的优势,其测量精度取决于直接测量量的精度。从复摆模型出发,说明了冲击摆冲量测量的基本原理,确定了相关参数的测量方案及测量精度,进行了冲击摆系统冲量测量精度分析。结果表明:典型实验数据下待测冲量大小为3.256×10-3N.s;长度测量精度为1×10-4m、质量测量精度为2×10-5kg、时间测量精度为1×10-4s时,冲量测量精度为1.21×10-4N.s,满足相对误差低于5%的系统精度要求。     

冲击摆运动特性的数值研究

冲击摆运动特性研究对于激光推进冲量耦合过程的分析具有重要价值。以实验测量冲击摆运动的角位移为基础,通过不同初始条件下的运动微分方程,分析了数值解的计算精度,建立了合理的阻力模型,描述了冲击摆在激光脉冲瞬间作用下的运动特性。结果表明:数值研究很好地再现了冲击摆运动的实验过程,验证了脉冲激光对光船作用瞬间完成的特性。     

一种自标定的冲量测量方法

以旋转编码器为核心部件建立了一套冲击摆冲量测试系统,实现了冲击摆系统转动惯量等系统参数的高精度标定;进一步估算了冲击摆系统3种摆杆的冲量测量精度和适用范围,结果表明:冲击摆冲量测试系统的测量范围为0.003~0.15 N.s,相对精度范围为1.39%~4.85%。     

冲击摆冲量测量实验中的振动分析

针对采用冲击摆测量微小冲量实验中角编码器输出波形的特点,将冲击摆系统中的摆杆看成是Bernoulli-Euler梁,从而通过对Bernoulli-Euler梁在冲击载荷作用下的横向振动分析,合理解释了角编码器输出信号的失真现象;分析了实验过程中振动的影响因素,提出了减小振动的相应改进措施;通过实验验证了改进措施的可行性.同时,该振动过程分析将为处理冲击摆中角编码器失真信号,提供一定的依据.     

测量火药脉冲助推器冲量的实验方法研究

基于单摆原理,提出了一种简单易行的测量火药脉冲助推器冲量的实验方法,并进行了实验研究.研究结果表明:单摆试验测量火药脉冲助推器冲量结果与理论计算结果基本一致,证明了此实验方法的正确性.对火药脉冲助推器的冲量测试具有实际的应用价值.     

激光微烧蚀靶材的冲量耦合系数测量方法

冲量耦合系数是激光微推进的重要参数,反映激光能量转化为动量的能力.提出了扭摆干涉仪测微冲量的原理以及测量方法,解决了难于精确测量10-7～10-5N·s的微冲量的问题,以掺碳的聚氯乙烯为靶材,测得了它在激光微烧蚀下的最高冲量耦合系数将近70 μN/W.为激光微推进冲量耦合系数的计算提供了工程测量和计算方法.     

飞秒脉冲的激光损伤及微加工

飞秒激光脉冲是对光学物质进行各种处理的最有效的工具。飞秒激光脉冲与光学物质的相互作用具有较低的激光损伤阈值、有限的热作用范围和高的加工精度等优点。章讨论了超短脉冲激光导致物质损伤和消融的物理机理，对短脉冲和长脉冲的消融机理进行了对比，介绍了飞秒脉冲产生的啁啾脉冲放大(CPA)技术；飞秒脉冲激光在逐位式光数据存储、对光学物质进行报加工和制作光子元件(如波导等)的应用实验。总结了对飞秒脉冲激光在光学物质相互作用中的应用前景。     

脉冲激光作用下光船所受推力的测试

建立了一套压电传感器瞬态推力的测试系统,介绍了测试系统的组成及测试原理。为消除实验环境的各种干扰,简化误差分析和数据处理过程,进行了测试系统的现场标定。给出了标定系统的原理和结构,并对实验测试结果和数据进行了处理分析。结果表明:激光支持的爆轰波作用于抛物型光船所产生的推力作用时间在100μs量级,峰值推力在100N量级,对于激光推进冲量耦合系数的计算,具有重要参考价值。     

激光多卜勒效应测量固体速度时的信号处理

本文介绍了激光多卜勒效应在固体速度测量方面的应用,针对应用中出现的实际问题,讨论了解决方法,实验原理和结果.     

高精度宽量程微推力微冲量测量方法及系统

高精度宽量程微推力微冲量测量方法及系统研究围绕如何实现高精度宽量程的微推力微冲量测量,在测量原理、测量方法、系统设计、工程实现等方面取得了一系列突破性研究成果。2014年度获军队科技进步二等奖。主要内容:1微推力测量模型研究。针对典型微推力器推力输出特性,研究了微推力的测量原理模型。2脉冲冲量测量模型研究。针对脉冲冲量的特殊性,研究了微冲量的测量原理模型。3推力测量系统设计及实现。在保证测量精度的前提下研究了宽量程的测量方法,并进行推力测量系统方案     

气体摆式加速度计与射流角速度陀螺

报导了利用自然对流气体的"摆"特性敏感水平姿态和加速度的传感器原理结构和性能,利用强迫对流气体敏感角速度的陀螺结构原理和性能,以及利用陀螺消除动基座加速度对水平姿态信号干扰的气体摆式组合惯性传感器的原理、信号处理和性能.论述了自然对流气体的浮升力与摆特性,给出气体摆与固体摆的参数对比,气体射流陀螺与传统陀螺工作原理类比.论证了气体摆式组合惯性传感器的工作原理和信号处理技术,实验表明这种传感器具有抗干扰加速度的能力.     

基于MEMS的钟表惯性延时机构仿真分析

研究引信微机电安全系统的钟表惯性延时机构的原理结构和运动模型,对钟表惯性延时机构在发射后凭借外部激励产生的运动和动态特性进行模拟仿真分析．给出了微惯性延时机构的运动规律和机构设计需要考虑的相关因素．     

非惯性系中单摆周期的计算

(1)建立角谐振动的动力学方程和应用等效原理分别计算非惯性系统中单摆周期值。从对比中可以看到后一种方法大大简化了计算过程,这是一种简化而普适的计算方法,应给予重视和倡导。(2)分析和讨论了振动系统在几种特例中单摆的周期值,并对地球表面上的单摆周期值作出了修正。     

二维垂直摆倾斜仪对地倾斜的响应

地倾斜测量不仅对地球动力学研究和地震前兆观测具有重要意义,而且在某些精密测量实验、工程建筑以及工业生产中都是不可或缺的研究内容.文中提出了一种利用二维垂直摆倾斜仪能同时测量2个方向的地倾斜信号的新方法,研究了二维垂直摆倾斜仪对地面倾斜的响应.介绍了二维垂直摆倾斜仪的结构及工作原理,电容式微位移传感器的组成及工作原理.对二维垂直摆倾斜仪的灵敏度进行了初步标定,实验结果表明二维垂直摆倾斜仪对地倾斜信号较灵敏,已满足观测地倾斜潮汐的要求.     

增幅冲击下钢筋混凝土板的抗冲击性能

钢筋混凝土板在服役期间可能承受落物多角度连续撞击等多次冲击荷载作用,钢筋混凝土板抵抗多次冲击的能力、多次冲击作用下钢筋混凝土板的性能演化和剩余性能评估等问题至关重要,其中,多次冲击的加载制度是研究钢筋混凝土板抗冲击性能的重点。为研究多次冲击下钢筋混凝土板的抗冲击性能,利用落锤和摆锤试验研究钢筋混凝土板在增幅冲击下的抗冲击性能,获得钢筋混凝土板在历次冲击过程中的冲击力时程曲线以及历次冲击后的整体变形和凹陷变形特征,分析钢筋混凝土板的吸能特性和累计损伤演化规律,研究钢筋混凝土板受冲击后的残余性能。结果表明:冲击角度对钢筋混凝土板的变形有显著影响,斜向冲击对钢筋混凝土板安全性能的影响更大;增幅冲击降低钢筋混凝土板的吸能能力,提高其破坏率,钢筋混凝土板的冲击响应相对于恒重重复冲击更加稳定。     

三维地震作用下应用FPB单层球面网壳抗震性能

为准确确定三维地震作用下应用摩擦摆支座(FPB)单层球面网壳结构的减震效果,在精细化建模基础上,分析了摩擦摆支座的隔震机理,并对摩擦摆支座单层球面网壳结构从静力和动力两个方面进行分析.静力荷载作用下,从结构内力、变形和稳定性3个方面分析摩擦摆支座对网壳结构静力力学性能的影响;三维地震作用下,应用动力时程分析方法分析了地震动强度以及摩擦摆支座参数对单层球面网壳抗震性能的影响规律.结果表明:静力作用下,加强外环杆件能有效改善摩擦摆支座对网壳结构的不利影响;三维地震作用下,地震动强度越大,摩擦摆支座隔震性能越好;摩擦摆支座的最优摩擦系数随着地震动强度的增大而增加;摩擦摆支座曲率半径越大网壳结构的抗震性能越好.     

Using Adaptive Gain Scheduling LQR Method Control of Arm Driven Inverted Pendulum System Based on PIC18F4431

The arm driven inverted pendulum system is a highly nonlinear model, muhivariable and absolutely unstable dynamic system so it is very difficult to obtain exact mathematical model and balance the inverted pendulum with variable position of the ann. To solve this problem, this paper presents a mathematical model for arm driven inverted pendulum in mid-position configuration and an adaptive gain scheduling linear quadratic regulator control method for the stabilizing the inverted pendulum. The proposed controllers for arm driven inverted pendulum are simulated using MATLAB-SIMULINK and implemented on an experiment system using PIC 18F4431 mieroeontroller. The result of experiment system shows the control performance to be very good in a wide range stabilization of the arm position.     

线性二次型最优控制在倒立摆系统中的应用

在倒立摆系统数学模型的基础上,对系统进行了性能分析.并基于LQR对倒立摆进行了最优控制器的设计,并将其运用到倒立摆的实际控制中,实时控制效果良好.同时还对LQR中加权矩阵Q和R进行了实验研究与分析,找出了倒立摆系统的动态响应与Q和R阵之间遵循的基本规律,实验结果证明了该结论的正确性和实用性.     

摩擦摆支座在K8型单层球面网壳结构中的隔震研究

为获得应用摩擦摆支座(FPB)单层球面网壳结构的抗震性能,将摩擦摆支座精细化有限元模型应用到跨度为80 m的K8型单层球面网壳结构中,对两种支承形式的网壳结构施加相同的地震波.依据结构杆件和节点动力响应对摩擦摆支座的隔震效果进行分析,讨论了在水平和竖向地震动时摩擦摆支座的摩擦系数和曲率半径对单层球面网壳地震响应的影响规律.结果表明:随着地震动强度的增强,摩擦摆支座的最优摩擦系数也随之增加;摩擦摆支座曲率半径越大网壳结构的地震响应越小.在上述研究基础上,对单层球面网壳结构如何选择摩擦摆支座进行了一些讨论.