基于 HHT 的转动惯量测量技术研究

为提高扭摆法测量大型回转体转动惯量的测量精度,克服线性转动惯量测量模型及周期法转动惯量计算的弊端,开展了基于希尔伯特-黄变换(HHT)的转动惯量测量技术研究。建立了考虑摩擦阻力矩的非线性转动惯量测量模型,在此基础上,通过经验模态分解提取了角位移主分量,利用希尔伯特变换识别了扭摆系统的瞬时阻尼系数和瞬时无阻尼固有频率,最后利用最小二乘法拟合得到非线性模型参数,精确求解了转动惯量。研制了一套大型回转体转动惯量测量系统,对不同组合的标准件进行转动惯量测量试验,验证了基于HHT的转动惯量计算方法的可行性。大量试验测量结果表明,本系统转动惯量测量相对误差小于0.2%,测量精度显著优于传统的周期法测量结果。     

复摆法弹药静态多参数测试仪器研究

基于复摆原理研制了弹药静态参数多功能测试样机.可以用来测量质心位置、质偏、转动惯量、惯性积、动不平衡度等多种参数,同时推导了相应的计算公式,并利用样机进行了实际测量,测量结果表明该方法是有效和可行的,且具有快速、高效、高精度等特点.     

基于Hilbert变换的时变转动惯量测量研究

针对时变转动惯量测量的问题,建立基于扭摆法的时变转动惯量测量模型,提出基于Hilbert变换的时变转动惯量计算方法。根据分析动力学的原理,利用第二类拉格朗日方程建立基于时变转动惯量的单自由度扭摆运动方程。对物体的角位移信号进行Hilbert变换并构造解析信号。利用角位移信号的瞬时角频率和包络信号计算扭摆运动的瞬时无阻尼固有频率。根据瞬时无阻尼固有频率求出物体的转动惯量。利用基于气浮转台的扭摆系统,对转动惯量线性变化的试验样件进行转动惯量测量。由于测量系统采用气浮转台,因此,消除机械摩擦力对转动惯量测量的影响。试验结果表明,试验样件的转动惯量测量值的相对误差小于0.5%,从而验证基于Hilbert变换的时变转动惯量测量方法的有效性。     

一种转动惯量测量工装机构的探讨

在转动惯量测量台的基础上,设计出一种新型的三维空间转换定位机构,实现对被测物体进行多方位转动惯量测量的需求。提出了一种能明显提高转动惯量测量效率的方法,并给出了工装机构的测量原理和具体测量方法。     

基于扭摆法的双扭杆转动惯量测量装置研究

针对现有技术中单扭杆转动惯量测量装置存在测量范围受限制的问题,提出了基于扭摆法的双扭杆转动惯量测量的新装置。采用双扭杆结构,通过可动插销的插入和拔出实现单双扭杆的切换,同时给出两种不同结构下的转动惯量测量范围的详细推导过程。结果表明转动惯量的测量范围明显地提高了,方便地解决了单扭杆存在的问题,从而验证了基于扭摆法的双扭杆转动惯量测量装置的有效性。     

转动惯量测量装置推介及适用性选择方法

转动惯量是物体的重要参数之一。转动惯量的测量是物体参数特性测量的重要部分,在机械设计和工程实践中具有重要意义,如它的测定有助于明确做定轴转动的零部件的工作特性和性能,也是研究和控制飞行体飞行轨道和姿态的必要环节。简要介绍了确定转动惯量的方法,包括计算和测量方法。目前,转动惯量的测量设备也是层出不穷,型号齐全,进一步介绍了国内外典型转动惯量测量装置的原理和优缺点,分析如何依据实际需求正确地选择测量精度高、方便且成本低的装置。     

箭弹质偏与转动惯量测量装置的优化设计

基于复摆原理和优化设计方法,设计了箭弹的质偏与转动惯量的测量装置。给出了质偏与转动惯量的计算公式,推导出了测量结果的绝对误差计算公式。为减轻测量装置的质量,提高装置的测量精度,利用有限元软件ANSYS对测量装置的结构进行了优化,并对优化后的结构进行刚度校核。最后进行了试验测试,测试结果表明,该装置可有效地测量箭弹的质偏与转动惯量,且其测量精度可满足工程实际要求。     

大中型航行器转动惯量测量系统的设计

以大中型航行器为被测对象,设计了一套转动惯量测量系统。基于扭摆基本原理,构建了测量系统数学模型。介绍了转动惯量测量系统组成;对测试台总体结构和工作原理进行了详细说明;通过对测量系统误差精度的分析,得出实际工程中忽略系统阻尼影响的可行性。系统实际测量与理论计算结果对比表明,满量程测试精度优于1%。操作简单,维护方便,可对大中型航行器进行转动惯量的精确测量。     

改进复摆法测量转动惯量的方法和设备研究

基于复摆原理，提出一种改进的测量转动惯量的方法，设计制作了测试样机。通过测量系统在不同摆长下的摆动周期，利用摆动周期和质量、质心相对位置及转动惯量的关系，可以推算被测物体的质心位置和相对质心的转动惯量，避免了直接测量质心位置的困难和由此带来的误差。给出了详细推导过程和测量机构的设计，对所制作的测量装置进行了测试和分析，验证了方法的有效性。     

旋转法测量任意形状物体的转动惯量

旋转法测量的转动惯量的实验原理,通过分析仪器的性能、测量的精度,证明该仪器是一种较好的测量转动惯量设备.     

回转面测量平台系统设计

针对目前回转面形被测件形位参数测量的不足,提出并设计了一种新的测量系统。该测量系统集高精度的光学测量方法、无磨擦的气浮回转工作台、精密二维工作台及可编程控制的电控方法于一体,可用于对航天惯性器件等回转形被测件的形位参数进行高精度的测量。最终的实验特性分析表明本测量系统的可行性。     

Measurement of the rotational inertia of bodies by using mechanical spectroscopy

In this paper, mechanical spectroscopy was used to study the rotational inertia of bodies. In order to verify and show its importance in relation to other techniques, measurements of the internal friction and rotational inertia of a body with liquid or sand inside were carried out. For a solid without axes and planes of symmetry, properties such as the matrix, directions and principal moments of inertia, variation of the rotational inertia for each of the coordinate planes, and the ellipsoid of inertia were determined. Force sensors and rotational motion were used in the measurements taken in an arrangement that was specifically designed for this type of measure.     

永磁轴承最小悬浮转速与转动惯量的关系研究

为研究永磁悬浮旋转体实现稳定平衡的最小转速与转动惯量的关系,设计了一种新型永磁轴承透平机,在同一定子内安装3个结构和尺寸相同但转动惯量不同的转子。测量3个转子的转动惯量,并用均匀分布在透平机定子外部的4个霍尔传感器测量转子偏心距。实验结果表明,当转速超过某一临界值时,陀螺效应使得永磁悬浮透平机转子维持稳定的悬浮,并且最小悬浮转速与转动惯量负相关,即转动惯量越大的转子悬浮需要的转速越小。     

球型惯性元件配合间隙差动共焦精密测量方法

配合间隙是决定球型惯性器件精度和可靠性的关键参数之一,针对球型惯性器球面元件表面有缺口且未完全抛光导致曲率半径难以精确测量,进而难以准确控制球碗、球冠配合间隙瓶颈问题,提出了一种球面惯性元件配合间隙激光差动共焦高精度方法。该方法利用抗散射的激光差动共焦曲率半径测量方法分别对球碗、球冠的曲率半径进行测量,然后利用差动共焦曲率半径测量系统测得的球碗和球冠的半径差来控制球型惯性器球面的配合间隙。理论分析与实验验证表明:该方法测量球冠和球碗配合间隙的相对扩展不确定度优于20×10~(-6),其为惯性器件球冠和球碗配合间隙的高精度测量与控制提供了一种全新的技术手段。     

精密离心机静压气体轴承主轴系统的稳定性分析

惯性导航用精密离心机静压气体轴承主轴系统的运动稳定性是保障其标定加速度计精度的重要前提，直接关系到整个机组的安全性与可靠性。将静压气体轴承等效为弹性支承，使轴承的刚度以显函数出现，对主轴的稳定性进行了分析，确定了轴系运动的稳定性条件。通过数值仿真，得到了稳定性区域。分析了转速、支承刚度和转动惯量对轴系运动稳定性的影响，为提高精密离心机的性能提供了一定的依据。     

地铁、城轨交流牵引电气传动实验室机械平台系统中等效惯性的计算分析

在地铁、城轨交流牵引电气传动实验室中,采用惯性飞轮模拟列车平动的惯性,实验室中惯性飞轮的转动惯性必需与地铁列车平动的惯性等效。基于上述原理,推导出实验室中模拟列车平动惯性的惯性飞轮所要求具有的转动惯量的大小的计算方法。     

转动惯量的测量及误差分析

转动惯量的测量是质量特性参数测量的一部分,该单元利用扭杆组成扭摆振动系统,光电传感器提取扭摆机构摆动周期信息,测量系统进行数据处理,并在显示器显示测量结果。文章阐述了转动惯量测量工作原理,推导了所需的计算公式,分析了产生测量误差的因素,进行了定量精度分析。     

基于LuGre模型实现精密伺服转台摩擦参数辨识及补偿

为降低摩擦对光学精密伺服转台速度跟踪精度的影响,提出了基于LuGre模型的转台摩擦参数辨识和补偿方法.首先,分析转台在自由减速过程中的速度过零现象,采用遗传算法拟合减速曲线从而获得转台摩擦参数和转动惯量;然后,通过仿真实验验证辨识方法;最后,利用辨识得到的参数计算摩擦补偿并叠加到转台速度伺服系统.实际实验系统的数据更新...