舵系统温度场加载及测试试验系统设计.pdf

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1、硕士学位论文舵系统温度场加载及测试试验系统设计DESIGNOFTESTINGSYSTEMFORTEMPERATUREFIELDLOADINGANDTESTING高晗哈尔滨工业大学2018年7月国内图书分类号：TP216.1学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文舵系统温度场加载及测试试验系统设计硕士研究生：高晗导师：何平教授申请学位：工程硕士学科：控制工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP216.1U.D.C:621.3Dis

2、sertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNOFTESTINGSYSTEMFORTEMPERATUREFIELDLOADINGANDTESTINGCandidate：GaoHanSupervisor：Prof.HePingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ControlScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：July

3、,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnologyII哈尔滨工业大学工程硕士学位论文１哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要电动舵机是飞行器姿态控制的末端执行机构，是导弹精确制导的重要组成部分。随着飞行器向高速、高机动能力的不断发展，舵机在工作过程中，温度变化程度不断增加，所受的外力加载不断加大。为了保证舵机在使用过程的安全性，提高舵机控制的精确程度，对舵机在工作过程中各部分形变程度的测量是十分有必要的。本文就是来自于某科研单位这一现实需要。根据相关项目要求，

4、我们设计了舵系统温度加载与形变测量系统。此系统主要包括以下几个功能：实现舵机工作状态的线下模拟，具体包括温度加载、大切向力矩加载，大扭矩加载；实现舵机各部位形变情况的实时测量，包括舵机壳体和输出轴的形变情况。本系统结合实际项目需要，考虑机械加工的难易程度，设计了符合项目要求的温度加载箱与力学负载加载平台。本文详细介绍了各加载系统的设计以及实现，完成了相关的一系列的测试与标定工作。为了保证对舵机各部位形变量的精确采集与实时显示，我们设计并实现了一系列的形变量采集装置。为了测量舵机输出轴的应变情况，我们选用合适的高温应变片，设计完成

5、了前置电压转换输出模块、电压放大采集模块。利用MATLAB中的最小二乘法拟合函数，我们得到了位移传感器的形变-输出关系，满足了高精度的形变测量要求。本系统利用高性能的PLC作为下位机主控单元，利用伺服电机结合机械系统完成切向力矩加载。使用TCP/IP协议的通信方式，实现与上位机的实时通信，包括采集数据的传输与控制命令的接收。在系统设计、安装完成后，我们做了大量的调试与测试工作，完成了舵机系统的实物试验。结果表明，本系统能够完成相关的项目要求，起到了自动化、高精度的测试要求。关键词:舵机工作状态模拟，温度加载，切向力矩加载，扭矩加

6、载，应变测量，形变测量，PLCI哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractElectro-steeristheend-effectorofaircraftattitudecontrolandisanimportantpartofmissileprecisionguidance.Withthecontinuousdevelopmentofhigh-speed,high-mobilityaircraft,thedegreeoftemperaturechangeofthesteeringgearduringtheworkproce

7、sscontinuestoincrease,andtheloadingofexternalforcescontinuestoincrease.Inordertoensurethesafetyofthesteeringgearduringuseandtoimprovetheaccuracyofthesteeringgearcontrol,itisnecessarytomeasurethedegreeofdeformationofvariouspartsofthesteeringgearintheworkingprocess.Thi

8、sarticleisfromascientificresearchunitthisrealityneedsaccordingtotherelevantprojectrequest,wedesignedtheruddersystemtemperatureloada