【摘 要】
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应变天平作为一种多维测力/力矩传感器,被广泛应用于风洞试验中,测量飞机、火箭、导弹等飞行器模型所受的各个方向的力和力矩。在风洞试验中,应变天平一般安装在飞行器模型的
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应变天平作为一种多维测力/力矩传感器,被广泛应用于风洞试验中,测量飞机、火箭、导弹等飞行器模型所受的各个方向的力和力矩。在风洞试验中,应变天平一般安装在飞行器模型的体内,飞行器模型相当于应变天平所受的负载。应变天平的动态特性会受到飞行器模型质量,即负载质量的影响。当应变天平测量不同质量的模型所受气动力时,其动态特性是不同的。按某一固定负载设计的动态补偿器,无法起到有效的补偿作用。针对应变天平动态特性随负载变化这一问题,研究影响应变天平动态特性的主要参数随应变天平负载变化的规律,并基于此规律提出适用于应变天平变负载情况下的自适应零极点配置动态补偿方法。自适应零极点配置动态补偿法设计的动态补偿器能够自动调整补偿器自身的参数,以跟踪应变天平动态特性随负载的变化,始终保证应变天平具有较好的动态响应性能。研究结果表明,自适应零极点配置动态补偿方法是改善应变天平变负载情况下动态性能的有效方法,自适应动态补偿的效果非常明显。 为了评估动态补偿后的传感器能否满足动态测试的要求,本文一方面提出根据测量噪声确定传感器动态补偿后极限工作带宽的方法,以及通过该极限带宽进一步确定补偿后传感器时域性能指标中调节时间与超调量的极限值的方法。另一方面,提出根据被测信号的幅值谱能量来确定动态测试对传感器动态性能的要求。通过二阶传感器系统的仿真,以及应变天平的动态标定实验,验证所提方法的有效性。进而采用该方法评定应变天平经过动态校正后能够满足飞行器舱门风洞动态测试试验的要求,说明其应用价值。
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