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超燃风洞六自由度攻角系统的关键技术研究

作　者: 辛华
导　师: 崔红娟
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 机械工程
关键词: 风洞试验攻角系统
分类号: V211.74
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 20次
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内容摘要

风洞试验在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用。在风洞试验系统中,攻角机构作为输送各种试验模型的载体,控制着模型的空间姿态,是风洞试验系统的重要功能组成,其在很大程度上决定了系统的承载能力、运动精度、快速性等性能指标。本文针对超燃风洞试验攻角系统的关键技术开展研究,对攻角系统进行了总体方案设计、关键机械结构设计计算、系统硬件设计及上位机控制软件的编调。论文主要研究内容如下:1、根据功能需求对攻角系统进行了总体设计。分析介绍了攻角系统的组成和工作原理,并对攻角系统的机械机构和系统控制方案进行了说明。2、对攻角系统的关键机械结构进行设计计算。首先针对驱动大质量负载竖直方向升降运动的Y机构进行了结构设计,阐述了选择重心驱动的原因,并对Y机构进行运动和受力分析;其次对应用虚拟轴原理的α攻角机构进行设计,详细分析了这种大质量绕虚拟轴回转运动装置;最后对本系统的另一种典型轴—液压驱动直线运动的X机构进行了分析与设计,并通过计算对关键元件进行了选型。3、根据攻角系统的总体控制方案,设计了控制系统的硬件。着重分析强电电路的伺服电机控制电路和强电时序的实现,PLC电路设计和梯形图程序,以及下位机的硬件设计。4、详细阐述了系统控制、数据处理和人机交换的核心—上位机控制软件的设计。首先对上位机软件的功能需求进行分析,并设计了软件结构和流程;其次对软件的各个界面和对应的功能进行了设计;最后详细叙述了该软件的关键功能以及核心算法的设计和实现。论文研究的攻角系统已实现试验模型在超燃风洞环境下六个自由度的姿态调整,为先进飞行器的研制开发提供了可用平台。

超燃风洞六自由度攻角系统的关键技术研究

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