火箭大喷管X射线检测系统的研制

• 作 者: 李金鑫
• 机 构: 哈尔滨工业大学
• 出 处: 哈尔滨工业大学
• 发表日期: 2018年期
• 关键词: 火箭大喷管 X射线检测 嵌入式控制 自动控制 模糊PID

随着我国航天事业的蓬勃发展，火箭的发射频率越来越高，对火箭检测质量的要求越来越高。火箭大喷管作为火箭发动机的重要组成部件，其质量的好坏直接关系到火箭发动机的安全及性能。　　火箭大喷管为高压燃气的出口，可以控制燃气的质量流速，为火箭提供推力。火箭大喷管由许多细小的变截面管路缠绕焊接而成，内部可能存在管路裂缝、焊接缺陷等问题，这些问题将会严重影响火箭大喷管的质量和安全性。因此，火箭大喷管的检测环节尤其重要。目前主要采用在喷管外贴胶片，手动调节X射线机的位置，进行曝光的方式进行检测。检测效率较低，移动精度较差。而且，在检测过程中需要倾斜火箭大喷管，存在一定的安全隐患。因此，需要研制一种火箭大喷管X射线检测设备来保证检测的效率、精度及安全性。　　采用数字化设计和三维建模的方式，在现有大喷管检测流程的基础上，针对A型和B型火箭大喷管的尺寸，完成一台火箭大喷管X射线检测设备的研制，实现对A型和B型火箭大喷管的检测，该设备主要机构包括框架支撑机构、运动机构、转台机构，其中运动机构分为水平运动机构、升降机构及射线机偏转机构。以STM32微处理器为核心，采用MDK5开发环境完成检测设备嵌入式控制系统的开发，实现对整套系统的运动控制，进而实现X射线机的平移、升降和偏转以及转台的周向旋转运动。基于VisualStudio环境完成上位机控制软件的开发，并与AccessData数据库建立连接，便于工人进行操作观察和对检测过程中数据的记录管理。在上位机软件中加入图像清晰度识别功能，并采用模糊PID方法对曝光距离的控制进行仿真分析，以提高X射线机曝光距离自动控制的效率及精度，为采用实时显示的检测技术打下基础。　　根据火箭大喷管的检测流程及要求，实现整套火箭大喷管X射线检测系统的研制，包括机构的设计和改进，嵌入式控制系统的开发及上位机软件的编写和数据库的搭建，最终完成A型和B型火箭大喷管的检测，达到检测技术要求。