一、微重力落塔电磁悬吊、释放技术研究（论文文献综述）
蒲浩,董文博,张永康,郭清远[1]（2020）在《微重力落塔精密三自由度电磁释放控制系统》文中进行了进一步梳理在微重力落塔释放载荷舱时,由于机械应力、摩擦力等的干扰,会产生旋转力矩和加速度突变,影响载荷舱内的微重力水平。为此,提出了通过主动控制释放电磁力减缓应力影响以提高微重力水平的工作方式。首先对舱体的姿态与位置进行了动力学解耦分析。然后对三自由度控制模型进行了研究,并提出了优化的释放过程运动规划曲线。对比了多种不同释放方式和释放策略的仿真结果,最后设计了释放系统样机,实现了上述电磁释放的运动规划与闭环控制。实验结果表明,与直接释放相比较,所提出方案可以实现载荷舱在0.15 s内从零加速度到重力加速度的平稳过渡,水平方向的加速度扰动幅值降低到3.7%,有效减缓释放过程中的转动干扰,提高载荷舱内的微重力水平。
汶涛[2]（2018）在《基于混合磁悬浮系统的空间操作地面微重力效应模拟方法研究》文中进行了进一步梳理由于航天器发射和运行的空间环境特点,决定了航天任务具有高风险、高成本特征,因而航天器及其元器件不能在空间进行多次重复实验。这样一来,地面的实验和验证就显得特别重要。由航天器与地球等星体的时空关系和运动特性形成的微重力环境构建,是航天器设计、制造、测试,特别是运行、操作过程验证与重现最为必要的地面设施。目前,地面模拟空间微重力环境的系统构建有多种方式,主要有:机电控制悬吊法、自由落体运动法、气悬浮法、液浮法等。西北工业大学航天学院研究团队新近提出了“电磁力系统+液浮法悬浮微重力环境地面模拟方法”,在液体浮力系统的基础上引入磁悬浮系统,并将两者结合[1],可以完美的解决现有液浮法微重力模拟系统存在的不足,同时具备对实验目标提供长时间、三维微重力模拟效应、大范围六自由度运动空间、悬浮高度任意调节能力等优势。该方法的核心之一是引入非接触力（电磁力）作为目标物受力（重力+浮力+电磁力）的精确补偿手段,实现了空间操作微重力环境的地面模拟。作为该团队重要参与者,依托国家863计划的支持,重点研究了一种基于分布式电磁线圈阵列的大间隙永磁+电磁混合磁悬浮系统,该系统具备了大间隙电磁力作用、电磁力精确控制、电磁力轴向均匀等特点。本文以分析和解决大间隙电磁力精确补偿控制为主线,对混合磁悬浮系统的工作机理、系统组成、电磁力建模、运动控制策略以及实验平台的搭建等一系列问题进行了深入研究,取得了如下研究成果:基于空间操作地面微重力模拟系统大间隙电磁力作用的需求,提出了“轴向均匀电磁力运动场”的设计理念,设计了一种分布式电磁线圈阵列+永磁运动体的混合磁悬浮系统。研究了该系统的电磁特性;以满足最大悬浮力为设计指标,以混合磁悬浮系统功率能耗为优化目标,获得了混合磁悬浮系统结构的一般设计方法;建立了混合磁悬浮系统结构的参数化模型,研究了系统各参量与电磁力的影响机理,阐明了其构建方案和关键技术,解决了大间隙环境下混合悬浮系统磁场均匀性问题。揭示了混合磁悬浮系统结构参数与电磁力的影响机理,对分布式电磁线圈阵列的空间磁场分布进行了定量模拟,结合磁路法与虚位移法,建立了混合磁悬浮系统工作模式下电磁力数学模型,阐明了电磁力空间位置矢量变化与不同工作单元之间的定量关系;通过仿真和测试实验对电磁力模型的计算精度进行了验证,指出了这种建模方法可以有效的描述分布式电磁线圈阵列+永磁运动体的电磁作用力;同时指出了在大间隙磁悬浮工况下,涡流损耗、等效气隙面积等因素也会对电磁力模型造成影响。针对混合磁悬浮系统的非线性、大滞后性等特点,论文研究了混合磁悬浮系统在轴向均匀力场的动力学模型,提出了基于平衡点线性化的复合PID控制方法,补偿了系统的滞后效应;设计了基于位置控制的动态非线性控制器,通过仿真和实验,验证了基于平衡点线性化的动态非线性控制器与传统的PID控制器相比,能够使大间隙混合磁悬浮系统获得更快的响应速度和更小的动态误差,并能够使系统在大间隙工况下实现稳定悬浮。在相关理论研究的基础上,搭建了混合磁悬浮系统的原理性试验平台,采用轴向加速度传感器和三维空间位置测量装置,反馈悬浮体的运动状态及位置信息,分别进行了磁场均匀性测试、混合磁悬浮系统动力学模型验证、电磁力精确控制测试、“电磁力+液浮”实验环境下的微重力模拟水平测试;结果验证了系统方案的有效性、轴向电磁力动态精确补偿控制策略及本文的理论研究结果的正确性。综上所述,本文所论述的大间隙混合磁悬浮平台,建立的系统动力学模型以及所设计的动态非线性控制器能够实现对悬浮体实验空间任意高度的稳定悬浮控制,以及运动状态下的重力精确补偿。该项研究对“电磁力系统+液浮法悬浮微重力环境模拟方法”走向实际工程应用具有重要意义。
马国亮,高博,徐明龙,罗亚军,张丰[3]（2018）在《基于音圈电机的环形桁架结构主动悬吊方法》文中指出环形桁架结构是卫星可展开天线的基本结构。文章提出一种主动悬吊方法,可在地面状态下卸载环形桁架结构的重力。该方法基于音圈电机可以同时输出安培力和大位移,通过求解悬吊系统的静态方程计算悬吊点的张力即所需安培力;然后,建立主动悬吊试验系统,令音圈电机输出等于所需安培力,即实现悬吊结构对重力的卸载。经试验验证,悬吊后的结构前两阶频率与原结构的几乎相等,且模态一致,说明该悬吊方法有效。
岳永丰,陈欣欣,宋玉英[4]（2018）在《某型号发动机级间分离试验电磁释放系统》文中指出为了提高级间分离试验的安全性、可靠性和效费比,针对某型号固体火箭发动机级间分离的工作特性,提出一种基于电磁原理和晶体管驱动的释放系统。从分离试验原理出发,详细阐述了释放系统电磁器件和驱动电路的设计,利用Ansoft软件建立释放系统的有限元模型,根据受力工况和输入要求分析了其静态和瞬态工作过程,并进行了试验验证。试验结果表明:释放系统分离时间为0.20.5 ms,满足分离试验要求,能够实现可靠吸合和快速释放功能。
祖正帅[5]（2017）在《水质采样控制智能化方法与装置研究》文中研究说明水环境保护为我国可持续发展的重要战略选择。解决水环境污染问题的首要工作就是采取相应的水质样本。水质采样的目的是得到水体各项指标的垂直分布信息,相应所采取的水质样本应具备代表性、准确性、可比性和完整性四个特点,否则会对后期水质的分析和评价产生较大影响。现阶段水库采样所用的传统采样装置结构简单,实用性高,但是其全部由人工操作,对采样深度把控较弱,致使水深数据的可靠性低。随着电子信息技术的发展,在海洋水质采样工作中出现了利用电子信息技术的自动采样装置,相应的提高了采样效率,但其体型、重量较大,造价较高,对采样工作平台要求高,不适用于水库水质采样。目前,电子自控技术在水库采样装置中的运用还尚未出现。本文立足于高效率高精度采集样本的需求,设计一种水质采样控制智能化方法与装置。该装置能够在单功能仪器成功运转的基础上,利用自动控制技术手段,结合水下通信技术,设计一种能够实现高精度感测水深,自动释放,水下信号无线通信和多功能搭配等多种功能。该装置以单片机作为控制系统核心,由压力传感器感测水深,主要结构由主壳体机构、动作释放机构与信号传播机构组成。主壳体机构为该装置的承压结构,电子元件全部放入主壳体机构内部,起到承压、防水的功能。自动释放机构由电磁铁和相配套传动机构组成,以便搭配尼金斯采水器等实现其自动释放的功能。信号传递机构利用主壳体内直流电机击打主壳体机械发声,以水体作为介质无线传递声波,由水听器接收声波信号并通过外接音箱释放出来。该装置能够利用安全绳套悬挂、搭配其他采样设备实现其定深、工况反馈的功能。本装置体型较小,操作简便,工作稳定,特别适用于在水库环境进行采样工作。
李通[6]（2016）在《移动式大跨度卫星通用展开架控制系统研发》文中进行了进一步梳理卫星展开架是用来对卫星太阳翼或卫星天线做地面零重力模拟的设备。现有的卫星展开架为固定式,体积庞大占据了较大的卫星试验厂房空间。在使用时,为保证其他试验的进行通常在卫星展开试验结束后将展开架拆卸,下一次试验前将展开架重新安装。拆卸和安装展开架会浪费大量的时间,同时也无法保证起关键作用的展开架导轨的直线度、平行度、水平度等指标的一致性。针对以上问题,本人所在课题组研制了移动式大跨度卫星通用展开架,本文着重研究了该展开架的控制控制系统。针对移动式大跨度卫星通用展开架的机械结构和功能需求,提出了以PLC和SINAMICS S120为核心的控制方案:该展开架的升降定位采用开环控制,自动调平采用闭环控制,其倾角信息作为自动调平的反馈信号。利用坐标变换原理对展开架的姿态进行分析,推导出展开架的调平矩阵,在现有调平算法的基础上,提出了适用于该展开架的改进型位置调平算法。利用Simulink建立了基于矢量控制的PMSM伺服控制系统模型,继而得到展开架的自动调平系统模型,并通过Simulink仿真验证了改进型位置调平算法的有效性。分别利用STEP7和Starter完成了PLC和SINAMICS S120的硬件组态,建立了基于PROFINET总线、RS485总线及无线工业以太网的控制系统通信网络。构建了基于PROFIdrive协议的PLC与SINAMICS S120的通信报文,设计了基于RS485总线的PLC与侧倾传感器的通信协议。采用模块化编程思想编制了PLC程序,利用Wincc flexible完成了上位机的设计,并实现了上位机对展开架的控制及监控功能。在完成控制系统开发的基础上制定了基于激光跟踪仪的展开架性能测试方案,提出了利用激光跟踪仪测量超长圆导轨水平度的方法。最后对展开架的升降定位精度、手动以及自动调平精度进行测试,测试结果表明所设计的展开架控制系统达到设计要求。
陈子坤[7]（2016）在《微重力条件下多间隙机械臂动力学仿真与试验研究》文中认为本文主要内容为多间隙空间机械臂的地面微重力试验研究,并搭建相应的试验验证系统。未来航天器的发展向着长寿命、高可靠性的方向发展,在长时间的服役过程中,关节处不可避免的会发生摩擦磨损,进而出现间隙。因此,研究微重力环境下间隙对机械臂系统动力学特性的影响,可以为延长空间机械臂的使用寿命提供理论指导。文中首先对国内外空间机械臂的发展情况、空间机械臂的动力学研究以及微重力模拟技术的研究现状进行了调研,确定了试验验证机构为平面三关节多间隙机械臂,并通过气悬浮的方式实现微重力的模拟。然后,根据关节可调间隙的要求,提出用改变一对渐开线支持圆柱齿轮中心距的方式,实现关节间隙的连续可调。详细分析了标准渐开线直齿圆柱齿轮的齿廓参数,及其实际传动状态下的啮合参数,推导了齿侧间隙与齿轮实际中心距之间的关系。根据Hertz接触理论及其相关的研究成果,推导了含间隙状态下齿轮的接触碰撞力模型。综合上述需求,设计了试验验证机构原型的三维模型,并基于ADAMS搭建其动力学模型。基于以上理论研究的基础,结合任务书的设计要求,确定了试验验证机构各个关键部位的功能,并制定了机构的详细设计方案。根据方案中的详细设计要求,对每个零件进行设计并形成零件的三维模型,将各个零件进行装配得到机构的三维装配模型。绘制每个零件的工程图纸并对其进行加工,并对加工件进行装配,初步测试其能否达到设计要求。详细设计控制系统、测量系统和供气辅助系统等试验验证的辅助系统,为试验测量提供保障。测试了整个试验验证系统,验证其能够达到预期的试验要求。最后,设计试验验证机构的试验方案,使其能够实现不同间隙情况下试验机构动力学特性的研究。基于ADAMS搭建该试验验证机构的动力学模型,并根据齿侧间隙与齿轮中心距的关系和接触碰撞力模型,设置动力学模型中的相关参数。对多间隙机械臂的动力学模型进行仿真分析,分别分析单关节、双关节和三关节含间隙机械臂的动力学特性与其各个关节间隙之间的关系。
王国星[8]（2015）在《月壤样品整形机构低重力展开及样品转移特性试验研究》文中提出探月三期工程的实施将极大地推动我国对月球土壤钻取技术的发展,成为进一步对其他地外星体探测的技术基础。月壤钻采装置中样品整形机构是其重要组成部分,其功能一方面是对月壤样品软袋进行缠绕整形,将样品安置在样品容器中。另一方面,完成整形后的样品容器发生下落转移运动,落入上升器的密封容器中。此后,整形机构在展开机构的作用下发生避让展开运动,为上升器起飞提供足够的空间。由于月面与地面重力加速度和姿态不同,故整形机构展开及样品转移的低重力模拟试验成为钻取采样技术中重点研究的内容之一。由于传统低重力试验方法不具有普适性,针对展开特性,本文基于拉格朗日模型提出一种新的试验方法,即被动式凸轮廓线力矩补偿法,通过全程抵消重力矩的六分之五而达到模拟低重力的效果。针对样品容器转移特性,本文在低重力试验方法上分别就转移的冲击特性与运动学特性采取了动量等效和力等效的原理。根据低重力模拟原理进行了地面测试装置的结构设计与分析,在展开特性模拟测试装置中重点设计了凸轮廓线与配重组件,分析了其主要承力件的强度刚度。在转移特性模拟测试装置中对驱动装置与姿态角调节装置进行了功能性分析。本文对低重力模拟装置所带来的误差源进行了理论分析。对展开特性模拟装置引入的悬吊点位置、摩擦、凸轮机构非共面等误差源进行了计算,对结构进行改进以便消除或减小误差。对转移特性模拟测试的误差进行分析并计算了受着陆姿态影响时的最大误差量。利用ADAMS进行了整形机构展开特性与样品转移特性的模拟,对展开特性重点仿真了引入误差源时引起的模拟测试误差量以及月面中展开运动参数。对转移特性重点仿真了不同工况下的冲击力、冲击速度,为试验测试提供了对比数据。本文对样品容器的转移运动进行了试验平台的搭建,并分析了样品转移模拟装置测试精度。对样品转移运动分别进行了不同姿态角工况时的冲击特性、运动特性地面低重力模拟测试。结合仿真数据对比分析试验结果,验证了模拟测试装置的有效性。本课题的应用价值在于其试验方法可对其他类似试验提供参考,仿真和试验数据可作为衡量整形机构月面运动特性和产品优化的依据。
张宁[9]（2015）在《月面钻取采样器避让机构低重力模拟试验台的设计与研究》文中提出目前,我国探月工程正在准备第三个阶段的工作,主要是完成月面无人采样返回的任务。我国研制的月面钻取采样器,在月面钻取得到样品之后,通过避让机构带动整形机构展开,为上升器顺利返回地球提供空间。避让机构安全解锁、展开是实现月面无人采样返回的关键所在。因此,需要研制专门的设备在地面模拟月球环境对避让机构进行可靠性试验。本课题的意义在于研制避让机构低重力模拟试验台来模拟月球环境,对避让机构进行综合性能试验,验证避让机构的可靠性与安全性。地面低重力环境模拟包括自由落体运动、抛物线飞行、平衡力抵消等方案,结合课题实际情况,综合各种因素考虑,本文最终选择了可靠性高且更适合于避让机构的“斜面力等效法”进行低重力模拟。根据项目技术指标,对低重力模拟试验台的各关键机械部位进行详细设计,包括避让机构支撑装置、法向支撑装置、压紧释放装置、升降腿装置等,并设计了试验台的运动控制系统和数据采集系统。根据低重力模拟试验台的工作原理,对低重力模拟试验台的工作特性进行分析。其中包括法向支撑滚动摩擦力矩分析、电缆及传感器对展开过程的影响、避让机构试验时着陆姿态调整和避让机构锁定冲击动力学分析。基于ADAMS动力学仿真软件,获得了月面钻取采样器避让机构月面真实展开运动特性和避让机构在低重力模拟试验台上展开运动特性。借助低重力模拟试验台,开展月面钻取采样器避让机构的综合性能试验。通过对试验数据与仿真结果进行对比,验证了低重力模拟试验台的正确性;对避让机构不同位置的加速度进行测量,为避让机构锁定冲击的动力学分析提供数据;开展了避让机构锁定冲击特性测试,验证了能量等效补偿法的可行性。对月面钻取采样器避让机构低重力模拟试验台进行了误差分析,包括机械结构引起的误差和外部装置本身精度引起的误差。通过误差分析,了解影响试验台精度的因素,对这些因素引起的误差进行了评估。本文通过资料查阅、理论分析、结构设计、仿真与试验研究,研制了一台适合于避让机构且可靠性较高的低重力模拟试验台,为我国探月工程的安全实施提供了技术支持。
曲春成[10]（2014）在《空间机械臂地面微重力模拟系统研究与实现》文中进行了进一步梳理随着太空探索的发展，空间机械臂研究和应用日益增多，在空间站建立、维护、卫星回收等方面发挥着重要作用。为保证机械臂在轨服务的可靠性，需要在地面模拟太空微重力环境，进行相关试验测试。为此，本文结合空间机械臂地面试验的要求，对机械臂微重力模拟系统进行了研究，分析了系统误差，并开展实验验证了误差分析理论和微重力模拟效果。综合各种微重力模拟方法的优缺点，根据地面试验要求拟定了机械臂微重力模拟系统方案，采用气浮法和静平衡法补偿机械臂重力。为验证系统方案的可行性，建立了系统动力学模型，通过仿真分析了微重力模拟效果。此外，本文拟定了系统安全保护机构方案，建立了保护机构的数学模型，并通过Simulink仿真分析了保护机构的性能参数。依据拟定的微重力模拟方案，完成了系统结构设计，并通过有限元分析校核了系统中薄弱元件的强度。系统由肘部、腕部和肩部三部分重力补偿机构组成，实现了机械臂的微重力模拟。同时，为保障系统精度和安全性，本文设计了重力补偿机构的安装、调节方法，对机构受力情况进行了分析，并设计了系统安全保护机构。为提高系统精度，本文对影响系统微重力模拟的因素进行了研究分析，提出了补偿误差的方法。微重力模拟系统中，弹簧刚度误差、弹簧机构重力、滑轮半径、机械臂质量偏心等因素都会对微重力模拟产生影响，为此，本文通过理论研究，对上述因素产生的影响进行了详细分析，得到了各因素引起的误差大小，针对相应因素提出了补偿误差的方法，提高了微重力模拟精度。此外，本文分析了机械臂结构误差对重力补偿机构的影响。最后，通过实验对系统采用的静平衡机构进行了研究分析。设计了静平衡实验装置和实验方法，对静平衡实验机构进行了标定，通过调节实现了机构的静平衡，达到了较好的重力补偿效果。开展静平衡实验，通过平行对照的方法分析了弹簧机构重力、滑轮半径、弹簧刚度稳定性等因素对机构重力补偿效果的影响，验证了本研究中误差分析理论和补偿方法的有效性。
二、微重力落塔电磁悬吊、释放技术研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微重力落塔电磁悬吊、释放技术研究（论文提纲范文）
（2）基于混合磁悬浮系统的空间操作地面微重力效应模拟方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文背景及研究意义 |
| 1.2 地面微重力环境科学 |
| 1.2.1 微重力环境实验对科学研究的意义 |
| 1.2.2 地面微重力环境对新型航天器研制的意义 |
| 1.3 地面微重力环境构建的研究现状 |
| 1.3.1 释放重力加速度 |
| 1.3.2 利用悬吊系统平衡重力 |
| 1.3.3 利用高压气体平衡重力 |
| 1.3.4 利用浮力平衡重力 |
| 1.3.5 重力补偿方法对比 |
| 1.4 新型地面微重力环境构建方法的提出 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第二章 混合磁悬浮系统构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.0 混合磁悬浮系统作用模式选择 |
| 2.1.1 永磁+电磁混合磁悬浮系统构成 |
| 2.1.2 混合磁悬浮系统设计机理 |
| 2.2 混合磁悬浮系统电磁特性研究 |
| 2.2.1 混合磁悬浮系统设计规则 |
| 2.2.2 大间隙混合磁悬浮系统电磁特性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 大间隙下混合磁悬浮系统电磁力模型分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 磁悬浮原理 |
| 3.2.1 麦克斯韦方程组 |
| 3.2.2 电磁感应定律 |
| 3.2.3 电压平衡定律 |
| 3.2.4 全电流定律 |
| 3.2.5 磁路的基尔霍夫定律 |
| 3.3 电磁线圈数学模型及空间磁场分布的计算 |
| 3.3.1 圆环形线圈 |
| 3.3.2 方形直流激励电磁线圈的磁场分析 |
| 3.3.3 分布式方形铁芯直流激励电磁线圈的磁场分析 |
| 3.4 多单元多耦合阵列悬浮系统电磁受力精确计算方法研究 |
| 3.4.1 混合磁悬浮系统的计算方法介绍 |
| 3.4.2 混合磁悬浮系统的磁路分析 |
| 3.4.3 多单元电磁力理论计算模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 磁场均匀性设计、测试及液-磁环境相互作用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磁场的均匀性设计 |
| 4.3 磁-液相互作用效应研究 |
| 4.3.1 水面与水底电磁场的关系 |
| 4.3.2 水体对电磁场的衰减作用 |
| 4.3.3 模型分析及研究结论 |
| 4.4 实验空间介质及磁场均匀度分析测试 |
| 4.4.1 实验用水介质环境变化分析 |
| 4.4.2 悬浮气隙介质改变可能带来的影响 |
| 4.4.3 测试环境及测试方法介绍 |
| 4.4.4 混合磁悬浮系统生成磁场均匀度测试 |
| 4.4.5 悬浮气隙介质对磁场影响实验分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 混合磁悬浮系统电磁力精确控制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 混合磁悬浮系统动力学分析 |
| 5.2.1 系统动力学模型 |
| 5.2.2 混合磁悬浮控制策略 |
| 5.2.3 混合磁悬浮控制系统控制方法研究 |
| 5.3 系统仿真与实验结果分析 |
| 5.3.1 系统仿真 |
| 5.3.2 实验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 混合磁悬浮系统重力补偿实验测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 混合磁悬浮系统重力补偿精度测试方法 |
| 6.2.1 测试方法研究 |
| 6.2.2 测试方案设计 |
| 6.2.3 混合磁悬浮系统原理性试制 |
| 6.3 控制系统控制软/硬件设计 |
| 6.3.1 控制系统硬件搭建 |
| 6.3.2 控制系统软件设计 |
| 6.4 混合磁悬浮系统重力补偿实验测试结果及分析 |
| 6.4.1 测试环境介绍 |
| 6.4.2 悬浮体稳定悬浮状态下微重力水平测试 |
| 6.4.3 悬浮体运动状态下的微重力水平测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）基于音圈电机的环形桁架结构主动悬吊方法（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 静态变形和有限元分析 |
| 2 主动悬吊方法 |
| 3 主动悬吊试验 |
| 4 结束语 |
（5）水质采样控制智能化方法与装置研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 传统机械采样方法 |
| 1.2.2 电子自控采样方法 |
| 1.2.3 存在的问题 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 水质采样控制智能化方法适用性探究 |
| 2.1 压力传感器定深方法 |
| 2.1.1 传统手工方法 |
| 2.1.2 电子自控方法 |
| 2.2 电磁铁动作释放方法 |
| 2.2.1 纯机械释放方法 |
| 2.2.2 电磁释放方法 |
| 2.3 水下声波通信方法 |
| 2.3.1 有线通信方法 |
| 2.3.2 无线通信方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 水质采样智能控制装置整体设计 |
| 3.1 采样装置功能 |
| 3.2 材料的选择 |
| 3.3 主壳体机构设计 |
| 3.3.1 耐压仓结构设计 |
| 3.3.2 定深机构设计 |
| 3.3.3 数据显示输入机构设计 |
| 3.3.4 内部装配机构设计 |
| 3.4 配置体的释放与悬挂机构设计 |
| 3.4.1 释放机构设计 |
| 3.4.2 固定机构设计 |
| 3.4.3 配置体与释放机构工作过程 |
| 3.5 信号传递机构设计 |
| 3.5.1 信号发生机构设计 |
| 3.5.2 信号接收机构设计 |
| 3.5.3 信号传递机构工作过程 |
| 3.6 装置密封的实现与操作流程 |
| 3.6.1 密封方法研究 |
| 3.6.2 耐压仓的密封 |
| 3.6.3 压力传感器探头的密封 |
| 3.6.4 装置操作规程 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 采样装置应用检验 |
| 4.1 主壳体结构强度校核 |
| 4.1.1 结构强度校核方法 |
| 4.1.2 主壳体强度校核 |
| 4.1.3 强度校核结果分析 |
| 4.2 装置现场应用测试 |
| 4.2.1 测试地点及环境 |
| 4.2.2 试验目的与方法 |
| 4.2.3 试验内容与结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间获得专利情况 |
| 攻读硕士学位期间参与项目情况 |
| 致谢 |
（6）移动式大跨度卫星通用展开架控制系统研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源 |
| 1.2 课题研究的背景和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 地面零重力试验方法研究现状 |
| 1.3.2 悬吊式零重力试验系统研究现状 |
| 1.3.3 国内外研究现状综述 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 展开架总体方案设计及控制系统硬件设计 |
| 2.1 展开架机械系统组成及工作原理 |
| 2.1.1 展开架机械系统组成 |
| 2.1.2 展开架工作原理及主要技术指标 |
| 2.2 展开架控制系统总体方案设计 |
| 2.2.1 控制系统需求分析 |
| 2.2.2 控制系统工作原理及组成 |
| 2.3 控制系统硬件选用 |
| 2.3.1 上位机 |
| 2.3.2 无线网络接入设备 |
| 2.3.3 伺服电机及伺服驱动器 |
| 2.3.4 侧倾传感器 |
| 2.3.5 PLC控制器及信号模块 |
| 2.4 控制系统硬件结构 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 软件架构设计及自动调平控制算法研究 |
| 3.1 控制系统软件架构设计 |
| 3.2 自动调平控制算法研究 |
| 3.2.1 展开架姿态分析 |
| 3.2.2 三点调平策略研究 |
| 3.3 展开架自动调平系统设计与建模 |
| 3.3.1 自动调平系统分析 |
| 3.3.2 伺服系统建模与仿真 |
| 3.3.3 传动系统建模 |
| 3.3.4 自动调平系统仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 展开架控制系统软件实现 |
| 4.1 编程软件介绍 |
| 4.2 控制系统硬件组态 |
| 4.2.1 PLC硬件组态 |
| 4.2.2 SINAMICS S120组态 |
| 4.3 控制系统通信设计及实现 |
| 4.3.1 伺服驱动器与PLC间通信 |
| 4.3.2 侧倾传感器与PLC间通信 |
| 4.4 PLC程序设计 |
| 4.4.1 I/O资源及软件资源分配 |
| 4.4.2 主程序设计 |
| 4.4.3 子程序设计 |
| 4.5 上位机设计 |
| 4.5.1 上位机控制界面设计 |
| 4.5.2 软件系统变量设置 |
| 4.5.3 软件系统故障报警管理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 展开架性能测试 |
| 5.1 展开架性能测试方案 |
| 5.1.1 测试系统组成 |
| 5.1.2 基于激光跟踪仪的展开架性能测试原理 |
| 5.2 测试结果分析 |
| 5.2.1 展开架定位精度分析 |
| 5.2.2 展开架调平精度分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）微重力条件下多间隙机械臂动力学仿真与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题的背景和意义 |
| 1.2.1 课题的背景 |
| 1.2.2 研究的目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 空间机械臂的研究现状 |
| 1.3.2 微重力模拟技术研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 含间隙三关节机械臂试验机构的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 搭建试验机构需要解决的问题 |
| 2.2.1 关节可调间隙的实现 |
| 2.2.2 试验机构的受力分析 |
| 2.2.3 试验系统的输入输出 |
| 2.3 双齿轮啮合的间隙模型 |
| 2.3.1 标准渐开线直齿圆柱齿轮的啮合状态分析 |
| 2.3.2 齿轮齿侧间隙与齿轮中心距之间的关系 |
| 2.3.3 含间隙的齿轮碰撞力模型 |
| 2.4 试验验证机构的理论模型 |
| 2.4.1 试验验证机构原型的三维模型 |
| 2.4.2 试验验证机构原型的动力学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 试验验证系统的设计 |
| 3.1 试验验证机构的详细设计 |
| 3.1.1 试验验证机构的设计要求 |
| 3.1.2 试验验证机构关键部位的功能 |
| 3.1.3 试验验证机构的详细设计方案 |
| 3.2 试验验证辅助系统 |
| 3.2.1 控制系统设计 |
| 3.2.2 测量系统设计 |
| 3.2.3 供气辅助系统设计 |
| 3.3 试验验证系统 |
| 3.3.1 试验验证系统全系统描述 |
| 3.3.2 试验验证系统全系统测试 |
| 3.3.3 试验验证系统调试与改进 |
| 3.4 试验验证机构的动力学模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 试验机构的动力学仿真研究 |
| 4.1 单关节机械臂动力学模型仿真分析 |
| 4.1.1 轻载情况下 |
| 4.1.2 重载情况下 |
| 4.2 微重力条件下单关节机械臂试验研究 |
| 4.2.1 试验方案 |
| 4.2.2 试验结果 |
| 4.3 三关节机械臂动力学模型仿真分析 |
| 4.3.1 三个关节的间隙相同时 |
| 4.3.2 三个关节的间隙不相同时 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）月壤样品整形机构低重力展开及样品转移特性试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外低重力模拟技术研究现状及分析 |
| 1.2.1 国外技术研究现状 |
| 1.2.2 国内技术研究现状 |
| 1.2.3 典型技术对比分析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 整形机构展开特性模拟试验方法与装置设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 整形机构展开特性及测试需求分析 |
| 2.2.1 整形机构展开特性分析 |
| 2.2.2 展开特性测试需求分析 |
| 2.3 低重力展开模拟试验方法分析 |
| 2.3.1 试验方法对比分析 |
| 2.3.2 展开过程动力学模型 |
| 2.3.3 凸轮廓线配重法原理分析 |
| 2.4 低重力展开模拟试验装置设计 |
| 2.4.1 装置结构组成 |
| 2.4.2 凸轮机构设计 |
| 2.4.3 凸轮支架承力分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 整形机构展开特性测试误差分析与仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 测试系统误差源分析 |
| 3.2.1 误差源单因素分析 |
| 3.2.2 系统误差综合分析 |
| 3.3 测试装置结构改进设计 |
| 3.4 展开特性仿真分析 |
| 3.4.1 仿真模型的建立 |
| 3.4.2 装置功能性仿真分析 |
| 3.4.3 测试误差仿真分析 |
| 3.4.4 运动学仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 样品转移特性低重力模拟测试装置研制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 测试装置功能需求分析 |
| 4.3 样品容器转移特性测试方法 |
| 4.3.1 样品容器转移冲击特性测试方法 |
| 4.3.2 样品容器转移运动特性测试方法 |
| 4.4 转移特性测试装置设计与分析 |
| 4.4.1 装置结构组成 |
| 4.4.2 内筒释放装置 |
| 4.4.3 外筒释放装置 |
| 4.4.4 姿态调节装置 |
| 4.5 样品转移测试系统集成 |
| 4.5.1 样品容器转移冲击特性测试系统集成 |
| 4.5.2 样品容器转移运动特性测试系统集成 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 样品转移特性低重力模拟试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 低重力模拟测试装置精度分析 |
| 5.2.1 冲击特性测试精度分析 |
| 5.2.2 运动特性测试精度分析 |
| 5.3 样品转移低重力模拟误差分析 |
| 5.4 样品转移仿真分析 |
| 5.4.1 运动学仿真模型建立 |
| 5.4.2 转移特性仿真分析 |
| 5.5 冲击特性测试分析 |
| 5.5.1 测试装置标定方法 |
| 5.5.2 冲击力测试分析 |
| 5.6 运动特性测试分析 |
| 5.6.1 试验装置标定方法 |
| 5.6.2 运动速度测试分析 |
| 5.6.3 位置偏差测试分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（9）月面钻取采样器避让机构低重力模拟试验台的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外在该方向的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 第2章 低重力模拟试验台的方案设计与设备研制 |
| 2.1 低重力模拟试验台的功能分析与技术要求 |
| 2.2 低重力模拟试验台的多方案设计与分析 |
| 2.2.1 气球悬吊法 |
| 2.2.2 力矩补偿法 |
| 2.2.3 斜面力等效法 |
| 2.2.4 低重力模拟试验台各方案对比分析 |
| 2.3 低重力模拟试验台的机械结构设计 |
| 2.3.1 连接避让机构装置 |
| 2.3.2 平台及平台支撑装置 |
| 2.3.3 升降腿装置 |
| 2.4 运动控制系统和数据采集系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 低重力模拟试验台的工作特性分析 |
| 3.1 低重力模拟试验台工作特性的理论分析 |
| 3.1.1 法向支撑滚动摩擦力矩分析 |
| 3.1.2 电缆和传感器在展开过程中对根部铰链的影响 |
| 3.1.3 避让机构试验时着陆姿态的调整方案 |
| 3.1.4 避让机构的冲击动力学分析 |
| 3.2 低重力模拟试验台工作特性的动力学仿真 |
| 3.2.1 避让机构月面真实展开运动特性仿真 |
| 3.2.2 避让机构低重力模拟试验台展开运动特性仿真 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 避让机构低重力模拟试验研究 |
| 4.1 避让机构低重力模拟试验设备 |
| 4.1.1 避让机构 |
| 4.1.2 高速摄像机及其辅助设备 |
| 4.1.3 加速度传感器和负载 |
| 4.1.4 数据处理系统 |
| 4.2 避让机构运动特性测试分析 |
| 4.2.1 避让机构不同着陆姿态下的适应性测试 |
| 4.2.2 避让机构展开过程中加速度测试 |
| 4.2.3 避让机构展开到位冲击测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 低重力模拟试验台的误差分析 |
| 5.1 机械结构引起的误差分析 |
| 5.1.1 角度调整引起的系统误差分析 |
| 5.1.2 附加摩擦力矩引起的误差分析 |
| 5.1.3 避让机构展开时间综合误差分析 |
| 5.1.4 避让机构展开到位角速度综合误差分析 |
| 5.2 加速度传感器引起的误差分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 附录 |
（10）空间机械臂地面微重力模拟系统研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 微重力模拟技术国内外研究综述 |
| 1.2.1 运动法模拟微重力 |
| 1.2.2 力平衡法模拟微重力 |
| 1.2.3 微重力模拟方法对比分析 |
| 1.3 课题的主要研究内容 |
| 第2章 微重力模拟系统方案研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 空间机械臂地面微重力模拟系统方案 |
| 2.2.1 机械臂微重力模拟系统功能要求 |
| 2.2.2 机械臂微重力模拟系统方案 |
| 2.2.3 系统静平衡原理分析 |
| 2.3 微重力模拟系统仿真分析 |
| 2.3.1 仿真模型建立 |
| 2.3.2 仿真结果分析 |
| 2.4 微重力模拟系统安全保护机构方案设计与分析 |
| 2.4.1 安全保护机构方案设计 |
| 2.4.2 安全保护机构仿真模型 |
| 2.4.3 安全保护机构仿真结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 微重力模拟系统设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微重力模拟系统机构设计 |
| 3.2.1 肘部重力补偿 |
| 3.2.2 腕部重力补偿 |
| 3.2.3 肩部重力补偿 |
| 3.2.4 微重力模拟系统 |
| 3.3 微重力模拟系统安装与调节 |
| 3.3.1 微重力模拟系统安装流程 |
| 3.3.2 重力补偿机构受力分析 |
| 3.4 微重力模拟系统安全保护机构设计 |
| 3.4.1 弹簧液压功能机构设计 |
| 3.4.2 钢丝滑轮机构设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 微重力模拟系统误差分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 弹簧机构对微重力模拟影响研究 |
| 4.2.1 弹簧机构重力对弹簧输出特性影响研究 |
| 4.2.2 考虑弹簧机构重力的静平衡分析 |
| 4.2.3 虚拟弹簧及弹簧参数等效关系 |
| 4.3 定滑轮机构对微重力模拟影响研究 |
| 4.3.1 滑轮半径对静平衡影响分析 |
| 4.3.2 滑轮半径影响补偿 |
| 4.3.3 滑轮半径补偿效果分析 |
| 4.4 机械臂影响分析 |
| 4.4.1 机械臂质量偏心影响分析 |
| 4.4.2 机械臂结构误差影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 微重力模拟实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 静平衡实验设计 |
| 5.2.1 静平衡实验机构原理 |
| 5.2.2 静平衡实验机构 |
| 5.2.3 静平衡实验流程设计 |
| 5.3 静平衡实验研究 |
| 5.3.1 静平衡实验初始化 |
| 5.3.2 静平衡实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、微重力落塔电磁悬吊、释放技术研究（论文参考文献）
- [1]微重力落塔精密三自由度电磁释放控制系统[J]. 蒲浩,董文博,张永康,郭清远. 中国惯性技术学报, 2020(04)
- [2]基于混合磁悬浮系统的空间操作地面微重力效应模拟方法研究[D]. 汶涛. 西安电子科技大学, 2018(02)
- [3]基于音圈电机的环形桁架结构主动悬吊方法[J]. 马国亮,高博,徐明龙,罗亚军,张丰. 航天器环境工程, 2018(01)
- [4]某型号发动机级间分离试验电磁释放系统[J]. 岳永丰,陈欣欣,宋玉英. 兵工自动化, 2018(01)
- [5]水质采样控制智能化方法与装置研究[D]. 祖正帅. 大连理工大学, 2017(04)
- [6]移动式大跨度卫星通用展开架控制系统研发[D]. 李通. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [7]微重力条件下多间隙机械臂动力学仿真与试验研究[D]. 陈子坤. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [8]月壤样品整形机构低重力展开及样品转移特性试验研究[D]. 王国星. 哈尔滨工业大学, 2015(02)
- [9]月面钻取采样器避让机构低重力模拟试验台的设计与研究[D]. 张宁. 哈尔滨工业大学, 2015(02)
- [10]空间机械臂地面微重力模拟系统研究与实现[D]. 曲春成. 哈尔滨工业大学, 2014(02)