一种静不平衡力矩测量设备的分析及优化

• 作 者: 邓文昊
• 机 构: 上海交通大学
• 出 处: 上海交通大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 静不平衡力矩测量设备 视线稳定平台 误差分析 结构优化

目前，科研人员通常使用静不平衡力矩测量设备来测定视线稳定平台的静平衡特性。本文以一种静不平衡力矩测量设备为研究对象，以提高测量精度和测量效率为目标，对测量参数和测量设备进行优化。首先，本文介绍了静不平衡力矩测量设备的工作过程，并对其测量原理进行了研究，推导出了测量力矩的理论表达式，为后续的研究工作打下基础。然后，本文从提高精度和提高效率两方面进行了具体研究。一方面，为了提高测量精度，本文结合静不平衡力矩的测量原理，通过研究测量力矩表达式的全微分，推导出了力矩测量误差的理论表达式，并以某常用型号的视线稳定平台的参数为例，定量分析了各项误差组成部分所占的比例，得出转角误差对测量误差贡献最大的结论；另一方面，为了提高测量效率，本文通过研究设备中惯性负载和弹性负载对测量系统稳定速度的影响，提出了减轻结构重量、降低柔性转动副刚度的优化方向，并通过双向进化优化法和多目标优化法对结构进行了优化。最后，编写了测量数据采集、计算软件，并使用优化后的设备和测量参数对某常用型号的视线稳定平台进行了测量实验。实验结果表明，优化后的测量设备和测量参数有效提高了测量精度和测量效率，测量误差控制在0.08g2cm以内，单次测量平均耗时68.85秒，满足测量需求，达到了优化目标。