落体法测定转动惯量的问题

落体法是利用地球重力场测定转动惯量的方法。文中介绍了两种落体测量方法,说明了它们的作用原理及其他有关问题。这些方法的测量精度优于5%。利用这些方法可以测定质量未知物体的转动惯量。     

氡活度的绝对测量方法

为了准确测量氡活度,国内外研发了多种氡活度测量方法。传统的测量方法如电离室测氡法与闪烁室测氡法等都是氡活度相对测量方法,具有不确定度较高,定值溯源依赖于镭标准物质的特点。本文介绍了近年来氡活度的绝对测量方法,包括冷凝小立体角绝对测量法、多电极正比计数管绝对测量法以及小闪烁室绝对测量法。通过对其原理和实验装置的调研和分析,比较归纳了各种绝对测量方法的特点。     

微重力环境下的表面张力及无接触测量

表面张力是材料重要的物理化学参数之一, 尤其在微重力条件下, 由表面张力引起的科学现象一直备受关注. 静滴法是地面重力条件下进行熔体表面张力测量的主要方法, 该方法的测量结果精确, 但在微重力环境下该法应用尚存在一些问题. 本文基于对表面张力理论的思考, 阐述了对其测量方法的认识和见解, 并讨论了地面上采用静滴法对熔体的表面张力进行测量研究以及静滴法在微重力条件下应用的困难. 进而介绍了利用悬浮技术进行熔体表面张力测量的无接触测量方法, 特别介绍了电磁悬浮法, 该法避免了由于容器接触带入杂质所引起的误差, 尤其在微重力条件下消除了重力的影响, 测量精度得到显著提高.      

量热计内传输线效率的测量

本文通过对几种传输线效率测量方法的比较,选用了“双功率计法”进行量热计内传输线效率的测量。它具有速度快、精度高的特点。同时文章以大量篇幅阐述了该方法的测量原理、测量方法和误差分析。在0.4～8GHz 频率范围内,其最大不确定度为±0.17%。     

对悬臂与对称支承组合测量法的探讨

介绍了用两点连线基准法测量直线度误差的方法,其中包括悬臂法和对称支承法。经分析其测量原理和测量误差后认为,在这种测量中,零位偏差对测量误差的影响很大。为了消除其影响,提出了悬臂与对称支承组合测量法,并对其测量方法和数据处理进行了探讨。     

一种超低速转台速率指标的测量方法

介绍一种超低速转台（0.000 01°/s ～0.000 1°/s）速率误差、速率平稳度和速率分辨力的测量方法。该测量方法采用三角测量法,其速率指标测量是通过测量出规定时间内的线位移,用相应公式计算出角速率的各项测量结果。通过实际测量和测量不确定度分析,该测量方法能满足超低速转台速率误差、速率平稳度和速率分辨力的测量要求。该测量方法不仅能解决实际工作中出现的检测问题,也有助于提高超低转速转台,特别是转速为0.000 01°/s速率转台的研制的水平。     

石英挠性加速度计阻尼参数闭环检测方法

石英挠性加速度计作为一种高精度惯性测量传感器,被广泛用于航天器姿态控制及惯性导航中。在石英挠性加速度计设计时,摆组件在腔体内的阻尼系数是一项重要的参数。与摆组件的转动惯量及挠性梁刚度等参数不同,阻尼系数与摆片的表面积、摆组件工作间隙、大气压强等多种因素相关。为了获取石英挠性加速度计正常工作状态下阻尼特性参数,研究了一种基于系统闭环频率响应的阻尼系数测量方法。利用水平振动台获取石英挠性加速度计幅频特性曲线,采用最小二乘参数拟合的方法对石英挠性加速度计阻尼特性参数进行辨识。利用辨识得到的阻尼系数进行仿真,并绘制幅频特性曲线与实际采样输出比对,验证了基于系统频率响应的闭环测量方法有效可行。     

会聚光束衍射测径法的研究

在利用光学衍射法和光学傅里叶变换法测径时,通常是用平行光束照射。为了解决微小直径细丝的直径测量问题,在光学傅里叶变换理论的基础上,提出了以会聚光束作为直接测量光束的测量方法,并对测量系统的参数设计进行了讨论。最后以实际测试对该方法加以论证。     

基于摄影测量技术的航天发动机装配过程几何参数测量方法研究

当前我国航天发动机装配过程几何参数的测量方法为专业人员操作激光跟踪仪或全站仪逐点位进行测量,此类方法存在测量效率低的缺点。针对此问题,提出了一种高效的基于摄影测量技术的航天发动机装配过程几何参数测量方法,对该测量方法的测量原理进行了介绍,详细说明了这一方法各测量环节实现的测量目的,最后通过实测数据计算工业数字摄影测量技术在此类应用中的系统准确度,证明了该测量方法的可行性。     

频率捷变时间精密测试系统

较详细地介绍了捷变时间的定义以及６种常用测量方法的原理、数据处理过程、及测量结果等内容。６种方法分别为检相－示波器法、鉴频－示波器法、检相－时间间隔计数器法、鉴频一时间间隔计数器法，ＨＰ５３７２Ａ测频和ＨＰ５３７２Ａ测相。给出了这几种测量方法的适用范围和优缺点。     

考虑摆线拉伸效应的三线摆测量转动惯量方法的研究

三线摆法是测量转动惯量的常用方法,然而关于该方法的讨论多基于小摆角假设和摆线无弹性变形的假设。通过分析对称式三线摆的运动与受力情况,建立了完整的、可描述包括大摆角和摆线弹性拉伸变形等情形的对称式三线摆运动微分方程。利用该方程,可以定量地研究上述两种假设对实际测量的精度所带来的影响。     

组合航天器转动惯量在轨两步辨识标定

在轨辨识转动惯量参数是主动航天器与非合作空间目标构成组合体后实现高精度姿态控制的重要前提,文章提出了一种两步在轨辨识组合航天器转动惯量参数的方法。第一步以航天器本体坐标系滚动轴转动惯量为基准将转动惯量矩阵归一化,得到特殊的转动惯量比矩阵,建立与其相关的姿态动力学模型,提出了基于扩展卡尔曼滤波的在轨辨识算法,基于星上陀螺角速率测量信息在100s左右辨识出所有转动惯量比参数,克服了由于模型简单导致转动惯量信息辨识不完整的缺点;第二步基于第一步辨识得到的转动惯量比参数,采用最小二乘算法辨识得到滚动轴转动惯量值,计算量小,消耗能量少。最后给出仿真算例,辨识精度基本在1|之内,验证了方法的有效性。     

卫星转动惯量测量方法

介绍了用扭摆,通过倾斜安装测量卫星三个方向转动惯量的一种方法。分析了IYY测量准确度和测量倾斜角大小、IYY/IXX的比值、倾斜角误差之间的关系。当倾斜角度θ〉45°时,IYY能够达到较高的测量准确度。     

充液航天器大角度机动自适应无源控制

研究了基于自适应无源控制的三轴稳定充液航天器大角度姿态机动问题.将液体晃动等效为黏性球摆模型，利用动量矩守恒定理推导出充液航天器耦合动力学方程.针对陀螺故障及无陀螺配置导致航天器姿态无角速度测量的情况，同时考虑存在外部未知干扰、转动惯量不确定性以及液体晃动位移不可测量的特性，设计自适应输出反馈无源控制，其中自适应更新律用于补偿外部未知干扰和估计液体晃动的位移变量.利用Lyapunov方法和LaSalle不变引理，证明该控制律不但可以保证闭环系统渐进稳定，而且可以保证二个期望平衡位置均达到稳定.仿真结果验证了本文控制方法的有效性.      

转动惯量未知的非合作目标角速度估计方法研究

针对转动惯量未知的非合作目标的姿态角速度估计问题,将解算得到的非合作目标的惯性姿态作为测量信息,估计姿态角速度和姿态动力学参数（即转动惯量比）．首先,应用非线性控制系统的几何理论对待估计的状态扩展系统进行能观性分析．然后,利用UKF设计相应的滤波估计算法．仿真结果表明,本文所设计的方法能够精确估计出非合作目标的姿态角速度与转动惯量比．     

带VSCMGs的航天器姿态稳定及功率补偿控制

基于变速控制力矩陀螺群动力学模型建立其复合控制方程和分系统解耦约束方程,用矩阵投影方法同步设计得到航天器姿态与能量一体控制复合操纵律,利用Lyapunov方法分析了转子轴向惯量误差对姿态控制分系统的影响.根据飞轮转子轴向惯量与功率输出之间的误差关系设计出功率控制补偿器.复合操纵律中的力矩和功率两解形式相同,约束方程使得姿态与能量控制两分系统解耦,便于进行考虑执行机构特性的闭环控制系统性能分析.考虑飞轮转子轴向惯量误差时,姿态控制分系统的输出耗散特性使其能够保持稳定,而功率控制分系统输出误差与转子轴向惯量误差成比例关系,经过补偿后功率输出能满足控制要求.     

空间电推进的推力测量方法研究现状

在空间电推进的研发和规划中,推力的精确测量具有非常重要的意义。近年来,随着电推进复杂程度和任务难度的不断增加,对其推力性能评价技术及方法提出了更高的要求。针对该需求,介绍了当前空间电推进的推力测量方法及其工作原理、技术特点和应用案例。测力方式主要有直接测量和间接测量,其中直接测量主要包括天平式、扭转式、摆式,间接测量主要包括靶式和悬臂梁式。通过对比分析各种测力方式之间的区别和优缺点,为开发者的测力系统设计提供了相应的参考。对测力过程中的系统设计、系统标定、系统响应、系统响应的测量以及计算推力五个环节中可能出现的各种关键问题分别进行了详细阐述,并提出针对性的改进方法,同时结合空间电推进领域的发展趋势及其对推力测量的需求,为未来的研究给出了针对性的建议。     

蒙皮加筋圆柱壳弯曲频率的三种计算模型

研究了加筋圆柱壳弯曲刚度的面积等效和惯性矩等效方法,分别分析了面积等效时截面惯性矩的精度和惯性矩等效时面积的精度.给出了计算蒙皮加筋圆柱壳弯曲固有振动频率和模态的等效梁模型、壳-梁模型和变厚度模型,这三种模型虽然皆可以用于火箭动态特性分析,但不同模型中的桁条作用机理不同.给出了与三维壳-梁模型和变厚度模型对应的一维解析解,据此解释了模型的物理机理.给出了薄壁壳弯曲频率计算中的临界厚度概念,指出了等效厚度方法的不足.     

一种可收拢展开的X截面伸杆设计及力学性能分析

对比分析了不同截面形式管状伸杆的力学性能，发现TRAC截面比STEM和CTM截面具有更大的截面惯性矩与收拢高度之比，但其截面厚度较大，且弯心与形心不重合，导致局部弯扭组合屈曲.提出了一种管状伸杆的新型截面形式XTEM，其具有两个对称轴，弯心与形心重合；设计并建立了四种截面形式的伸杆有限元模型，分析得到了四个截面的截面惯性矩.结果表明，在同样的收拢高度下，XTEM截面伸杆在厚度增加较小的情况下，两个轴向的截面惯性矩比CTM截面分别增加了77%和35%，比STEM截面分别增加了30倍和6.7倍.      

永磁同步电动机大惯量负载的滑模变结构控制

当负载的转动惯量较大时,直接驱动式永磁同步电动机(PMSM, Permanent Magnet Synchronous Motor)系统在启动、停止或速度有变化的情况下,会产生很大的惯性转矩,从而对系统的控制性能产生影响.为了解决此类问题,采用了滑模变结构的控制方法.首先建立了PMSM的数学模型,同时考虑了摩擦对于系统的影响.在此基础上,设计了滑模变结构控制器,并运用Ansoft公司的Simplorer仿真系统对整个系统进行了仿真,对比例-积分(PI, Proportion-Integral)控制和滑模变结控制性能进行了比较.结果表明,滑模变结构控制方法能很好地适应大惯量负载控制系统.