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大口径主镜轴向支撑点位置优化分析 被引量：33
1
作者 王富国 杨洪波 +1 位作者 杨飞 吴小霞 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期877-880,共4页
光电系统中,主镜轴向支撑点位置对面形精度起着非常重要的作用,主镜支撑点位置合理与否,在一定程度上影响着光学系统的成像质量。研究了镜面变形与径厚比的关系以及如何确定不同口径主镜的支撑点的数目,利用有限元法对不同口径主镜的支... 光电系统中,主镜轴向支撑点位置对面形精度起着非常重要的作用,主镜支撑点位置合理与否,在一定程度上影响着光学系统的成像质量。研究了镜面变形与径厚比的关系以及如何确定不同口径主镜的支撑点的数目,利用有限元法对不同口径主镜的支撑位置进行优化设计,给出了最佳支撑点的位置。 展开更多
关键词 支撑 主镜 面形精度 有限元法 优化分析
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空间轻小型反射镜柔性支撑设计与动力学分析 被引量：13
2
作者 柳鸣 张立中 +4 位作者 李响 李小明 张家齐 孟立新 刘俊杰 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期44-53,共10页
针对某星载激光通信中光电跟瞄系统的反射镜组件进行研究,对比了三种柔性支撑方案,结合空间载荷实际应用情景综合评估结构的刚度优势和面形精度。分析结果表明,颈口侧壁开槽的柔性支撑方案在重力和温度变化影响下的面形精度(RMS)可达2.0... 针对某星载激光通信中光电跟瞄系统的反射镜组件进行研究,对比了三种柔性支撑方案,结合空间载荷实际应用情景综合评估结构的刚度优势和面形精度。分析结果表明,颈口侧壁开槽的柔性支撑方案在重力和温度变化影响下的面形精度(RMS)可达2.05 nm和8.88 nm,基频模态为926.1Hz,在保证面形精度的柔性要求与高刚度抵御振动损坏的平衡中,这种柔性设计方案最为合理。进一步完成了柔性支撑结构的参数优化设计并进行了动力学分析,频率响应下应力最大值为96 MPa,小于材料的抗拉强度极限;随机振动分析结果表明,反射镜加速度响应均方根为11.14 g RMS,并满足3σ准则。文章最后通过0.2 g正弦扫频试验,验证了有限元模态分析相对误差为2.4%。实验结果表明,分析结果基本准确可靠,柔性环节设计可靠,满足使用要求。 展开更多
关键词 轻小型反射镜 柔性支撑 有限元分析 动态刚度 面形精度
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空间相机碳纤维支撑结构改进及拓扑优化设计 被引量：12
3
作者 王永宪 王兵 任建岳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期702-704,724,共4页
碳纤维复合材料杆件密度小、比刚度高、线胀系数小,因此,碳纤维杆件支撑结构是空间相机框架常用支撑结构。采用螺纹胶接方法对碳纤维复合材料与金属件结构预埋工艺进行了有效的改进,提高了结构固有频率6Hz左右,有效提高了构件间的连接... 碳纤维复合材料杆件密度小、比刚度高、线胀系数小,因此,碳纤维杆件支撑结构是空间相机框架常用支撑结构。采用螺纹胶接方法对碳纤维复合材料与金属件结构预埋工艺进行了有效的改进,提高了结构固有频率6Hz左右,有效提高了构件间的连接强度和刚度。采用拓扑优化方法对空间相机支撑结构进行优化设计,并采用有限元分析法对某型空间相机支撑结构优化设计的结果进行检验。结果表明:支撑结构在一阶固有频率提高了9.5%,为相机后续研制工作提供了一定基础。 展开更多
关键词 空间相机 碳纤维 预埋工艺 拓扑优化设计
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基于虚拟仪器技术的辊履支承测试系统研究 被引量：7
4
作者 毛征宇 张陆续 +1 位作者 黄之初 丁林 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1265-1268,共4页
本文成功构建了一个基于虚拟仪器技术的辊履测试系统。简要说明了其测试原理和系统组成,描述了基于Lab VIEW技术的模块化软件系统的层次安排和功能特点。通过系统测试实验表明:该系统具有检测方便、运行可靠、界面友好的特点,能够满足... 本文成功构建了一个基于虚拟仪器技术的辊履测试系统。简要说明了其测试原理和系统组成,描述了基于Lab VIEW技术的模块化软件系统的层次安排和功能特点。通过系统测试实验表明:该系统具有检测方便、运行可靠、界面友好的特点,能够满足对辊履支承系统各特征参数的测试要求。 展开更多
关键词 虚拟仪器 辊履支承 测试系统
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大口径望远镜主镜支撑优化分析 被引量：21
5
作者 王洋 张景旭 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期107-113,共7页
大口径望远镜主镜的面形精度是影响望远镜成像质量的关键因素之一。光电系统中主镜轴向支撑点位置,对面形精度起着非常重要的作用,主镜支撑点位置合理与否,在一定程度上影响着光学系统的成像质量。本文对大口径望远镜主镜的轴向支撑和... 大口径望远镜主镜的面形精度是影响望远镜成像质量的关键因素之一。光电系统中主镜轴向支撑点位置,对面形精度起着非常重要的作用,主镜支撑点位置合理与否,在一定程度上影响着光学系统的成像质量。本文对大口径望远镜主镜的轴向支撑和径向支撑技术进行了详细地研究,利用有限元软件ANSYS建立了主镜的参数化模型,对不同口径主镜的轴向支撑点数目和位置进行了优化,从而给出了最佳支撑点的位置。优化分析结果表明了,主镜的面形精度满足系统的精度要求,并且轴向支撑对镜面的面形影响较大。 展开更多
关键词 大口径望远镜 主镜支撑 支撑结构 主镜结构 主镜变形
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大口径精密光学元件低应力支撑结构研究 被引量：3
6
作者 周忆 廖静 +1 位作者 郭蕊 李剑波 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期554-558,共5页
为了实现倾斜安装放置状态的大口径精密光学元件低应力支撑结构分析设计,采用有限元分析方法,对45°倾斜角安装放置的精密光学透镜在自重作用下的镜面面形进行了研究。首先,建立了光学透镜不同胶结结构的有限元模型,从镜面对角线横... 为了实现倾斜安装放置状态的大口径精密光学元件低应力支撑结构分析设计,采用有限元分析方法,对45°倾斜角安装放置的精密光学透镜在自重作用下的镜面面形进行了研究。首先,建立了光学透镜不同胶结结构的有限元模型,从镜面对角线横截面自重变形及镜面面形的波面误差两方面,分析了两种胶结分布方式及不同胶点大小对镜面面形的影响。然后,在胶结结构基础上,建立了不同镜框支撑结构有限元模型,从镜面面形的波面误差方面,分析了支撑力分布方式对镜面面形的影响。最后,设计了胶结及镜框支撑的低应力支撑结构。分析结果表明,采用胶点直径为30 mm,矩形分布形式胶结,侧面均匀方式支撑镜框时,镜面面形的波面误差PV值为16.608 nm,RMS值为7.9385 nm,满足瑞利判据的要求,验证了支撑结构的合理性。 展开更多
关键词 大口径精密光学元件 倾斜 胶结 支撑结构 有限元
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超声悬浮式陀螺的结构设计及悬浮特性分析 被引量：3
7
作者 陈超 王均山 刘通 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1060-1064,1099,共5页
为了改善陀螺的支承系统,减少支承摩擦力矩以提高陀螺的综合性能,提出采用超声近场悬浮作用来提供浮子式陀螺的支承,分别构造了圆筒和圆盘式振动结构来提供足够的超声辐射,由此形成的近场声辐射压力对圆筒型浮子组件进行支撑和定位。其... 为了改善陀螺的支承系统,减少支承摩擦力矩以提高陀螺的综合性能,提出采用超声近场悬浮作用来提供浮子式陀螺的支承,分别构造了圆筒和圆盘式振动结构来提供足够的超声辐射,由此形成的近场声辐射压力对圆筒型浮子组件进行支撑和定位。其中,圆筒型定子的驻波振动诱发声辐射力提供沿浮子径向的悬浮支承,圆盘式端盖的驻波振动提供沿浮子轴向的定位支撑,可在圆筒式浮子与筒式定子和端盖之间的间隙中形成振动的挤压气膜,由此产生的分布式声辐射压力可为悬浮物提供稳定的支撑。首先,阐释了超声悬浮式陀螺的工作机理和结构组成,对圆筒和圆盘式定子进行了结构动力学分析和设计;其次,针对振动结构开展了多物理场耦合分析,研究了悬浮特性的影响因素;最后,加工制造了样机,搭建了实验平台并测试了其悬浮特性能力。结果表明,采用近场声悬浮机理的超声悬浮陀螺定子完全能够悬浮起要求的浮子。 展开更多
关键词 近场声悬浮 声场 振动 陀螺 非接触
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动力磁悬浮轴承转子位移检测系统 被引量：2
8
作者 葛研军 王刚军 +1 位作者 蒋成勇 郭丽平 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第2期149-153,共5页
针对动力磁悬浮轴承转子差动式测量位移信号繁多,并占用大量的DSP A/D输入端口且使DSP计算量增大等问题,设计出一种简单的硬件电路,实现了转子中心位移变化量的计算及偏移方向的判断,节省了DSP控制系统中的I/O端口,提高了DSP的运算速度... 针对动力磁悬浮轴承转子差动式测量位移信号繁多,并占用大量的DSP A/D输入端口且使DSP计算量增大等问题,设计出一种简单的硬件电路,实现了转子中心位移变化量的计算及偏移方向的判断,节省了DSP控制系统中的I/O端口,提高了DSP的运算速度。设计出抗混叠滤波电路,解决了位移信号采样过程中出现的信号混叠,提高了系统的抗干扰能力。针对系统工作过程中由于温升而引起位移传感器的温漂问题,提出基于软件的温度补偿方法。所设计的位移运算电路输出值与理论输出值的平均误差小于1.52%,电压调理电路输出值与理论输出值的平均误差小于0.49%。 展开更多
关键词 动力磁悬浮轴承 转子位移检测 差动测量 抗混叠滤波电路 温度补偿
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多自由度球形关节电动机的发展现状及研究方向 被引量：4
9
作者 王张合 曾励 姜明明 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2010年第1期145-149,共5页
介绍传统多自由度关节的驱动组成及特点,提出以球形电动机直接驱动多自由度球形关节;分析直接驱动式球形关节的结构原理、性能特点、应用范围及意义。介绍球形电动机在国内外的发展和现状,提出球形关节电动机的研究方向。
关键词 多自由度 关节 球形电动机
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光学反射镜挠性支撑结构研究 被引量：6
10
作者 薛军 扈海滨 宋汉忠 《长春工业大学学报》 CAS 2009年第4期457-461,共5页
针对某型空间遥感器反射镜的支撑结构,提出了单点挠性支撑方案,并进行了仿真研究。结果表明,该挠性支撑可以保证反射镜在静力学、热环境下镜面具有较高成像质量,并保持动态尺寸稳定性,较轻的结构特点适合在大视场空间遥感器中使用。
关键词 光学反射镜 挠性支撑结构 工程分析 尺寸稳定性
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空间反射镜新型柔性支撑结构设计 被引量：5
11
作者 李行 徐振邦 李静秋 《电子测量技术》 2014年第8期1-6,共6页
针对某空间光学遥感器的反射镜组件进行研究,对比球铰支撑方案和柔性支撑方案下反射镜组件的面形精度,分析球铰支撑方案在抵抗微重力以及热环境变化方面的优势以及在实际装配过程中的问题。设计一种新型柔性支撑结构,使之在原理上更加... 针对某空间光学遥感器的反射镜组件进行研究,对比球铰支撑方案和柔性支撑方案下反射镜组件的面形精度,分析球铰支撑方案在抵抗微重力以及热环境变化方面的优势以及在实际装配过程中的问题。设计一种新型柔性支撑结构,使之在原理上更加接近理想球铰支撑,能够获得比理想球铰支撑更好的刚度以及面形精度结果。新型柔性支撑结构分别尝试增加支撑结构的底面柔性,包括增加底面圆弧形切槽和增加底面螺旋形切槽的柔性支撑结构;以及增加支撑结构的轴向转动,包括底面加轴承的柔性支撑结构,评估2种改进思路是否能改善反射镜组件的面形精度以及刚度。相较于侧壁切槽柔性支撑结构,底面圆弧形切槽柔性支撑结构在X、Z向微重力以及ΔT=5℃作用下,RMS值分别下降54.1%、54.6%、22.2%;底面螺旋形切槽柔性支撑结构的RMS值分别下降46.7%、37.9%;底面加轴承柔性支撑结构的RMS值分别提高2.7%、5.5%、11.1%;Y向微重力作用下的RMS值均无明显变化。根据结果确定采用底面圆弧形柔性支撑结构方案,进一步对底面圆弧形柔性支撑结构进行参数化设计,验证各参数值对支撑结构柔性的影响程度;最后确定合适的反射镜柔性支撑结构,并进行有限元分析验证。 展开更多
关键词 球铰支撑 柔性支撑 参数化设计
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光学反射镜柔性锥套连接结构的设计与分析 被引量：2
12
作者 孙宝玉 薛军 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期230-232,共3页
针对空间光学遥感器反射镜结构刚度高、热尺寸稳定性差的状况,设计了一种柔性锥套结构,它在保持结构刚度满足力学要求的同时,使反射镜具有良好的热尺寸稳定性。对某光学反射镜组件中的柔性锥套进行了合理的结构设计,并对柔性铰链参数进... 针对空间光学遥感器反射镜结构刚度高、热尺寸稳定性差的状况,设计了一种柔性锥套结构,它在保持结构刚度满足力学要求的同时,使反射镜具有良好的热尺寸稳定性。对某光学反射镜组件中的柔性锥套进行了合理的结构设计,并对柔性铰链参数进行了分析,采用有限元法对反射镜组件的非柔性锥套连接结构和柔性锥套连接结构在自重和热两种工况下的反射镜面形精度进行了仿真分析。分析结果表明:由柔性锥套连接的反射镜在自重工况下面形PV值较非柔性锥套连接形式变化不大,而热变形明显好于非锥套连接的面形精度,PV值由43.9nm降到了27.5nm,对热的贡献较大;连接在整机工况下的反射镜组件的反射镜面形精度可满足遥感器的成像质量要求,保证了结构的热尺寸稳定性。因此这种柔性锥套连接结构在实际遥感器结构中是合理可行的。 展开更多
关键词 空间光学遥感器 柔性锥套结构 热尺寸稳定性 成像质量
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空间相机主支撑结构设计与分析 被引量：5
13
作者 薛闯 颜昌翔 《科学技术与工程》 2011年第35期8894-8897,共4页
针对某离轴三反空间相机研制任务,基于铝基复合材料———硼铝合金(TiB2/Al),采用了适合中、小型空间相机的薄壁框架式主结构形式,进行了相机主支撑结构设计。通过对整机进行有限元建模,以及固有模态、静力学、动力学、光机热集成分析,... 针对某离轴三反空间相机研制任务,基于铝基复合材料———硼铝合金(TiB2/Al),采用了适合中、小型空间相机的薄壁框架式主结构形式,进行了相机主支撑结构设计。通过对整机进行有限元建模,以及固有模态、静力学、动力学、光机热集成分析,优化了相机结构设计,使得相机整机基频>85Hz,在±10℃均匀温度变化和1g重力耦合作用下,光学元件的面形精度仍符合光学设计要求。最终工程分析结果表明:相机的薄壁框架式主结构设计是合理的,整机结构一阶频率高,抗重力变形能力、抗振性能及抗热变形能力均能满足相机总体设计指标要求,与卫星平台的双脚架柔节机械接口能够有效抑制卫星平台的结构变形对相机主结构的扭曲作用。 展开更多
关键词 空间相机 结构设计 硼铝合金 双脚架柔节 有限元分析
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磁悬浮球形主动关节的综合控制策略研究 被引量：1
14
作者 王军 曾励 戴敏 《机械设计》 CSCD 北大核心 2011年第6期5-8,共4页
提出一种新型多自由度磁悬浮球形主动关节,分析了关节产生磁悬浮力和电磁转矩的机理,从气隙磁能计算出发,推导了新型关节产生的磁悬浮力和电磁转矩;基于转子悬浮与旋转的关系,提出了对磁悬浮球形主动关节的综合控制策略,并进行了试验研... 提出一种新型多自由度磁悬浮球形主动关节,分析了关节产生磁悬浮力和电磁转矩的机理,从气隙磁能计算出发,推导了新型关节产生的磁悬浮力和电磁转矩;基于转子悬浮与旋转的关系,提出了对磁悬浮球形主动关节的综合控制策略,并进行了试验研究。结果表明磁悬浮球形主动关节的综合控制系统响应速度快、抗干扰能力强。 展开更多
关键词 磁悬浮 球形主动关节 磁悬浮力 电磁转矩 综合控制策略
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基于CAE的光学反射镜柔性结构设计与分析 被引量：8
15
作者 孙宝玉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期103-106,共4页
针对某空间光学遥感器的圆形球面反射镜设计了一温升变形调节柔性结构件,对其力学模型及柔节参数进行了理论分析,并采用计算机辅助工程分析技术(CAE)对反射镜组件结构进行建模和仿真分析,以解决反射镜在力学环境下满足结构刚度要求,而... 针对某空间光学遥感器的圆形球面反射镜设计了一温升变形调节柔性结构件,对其力学模型及柔节参数进行了理论分析,并采用计算机辅助工程分析技术(CAE)对反射镜组件结构进行建模和仿真分析,以解决反射镜在力学环境下满足结构刚度要求,而热环境下面形精度显著超差的状况,使反射镜结构刚度满足力学要求的同时,具有良好的热尺寸稳定性,达到遥感器成像质量要求。分析结果表明:在柔性结构的调节作用下,反射镜在力和热两种环境约束工况下,面形精度满足成像质量要求,PV值均小于63.2nm,进而说明了这种柔性调节结构在实际结构中是合理可行的。 展开更多
关键词 光学反射镜 计算机辅助工程 柔性结构 热尺寸稳定性
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光学反射镜柔性支撑结构尺寸稳定性分析 被引量：8
16
作者 孙宝玉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期142-145,共4页
采用计算机辅助工程分析技术(CAE)对某空间光学遥感器反射镜支撑结构进行设计和分析,针对其在自重工况下满足结构刚度要求的同时热尺寸稳定性显著超差的情况,对支撑结构进行改进,变刚性支撑为柔性支撑,弱化结构刚度,增强结构的柔性。通... 采用计算机辅助工程分析技术(CAE)对某空间光学遥感器反射镜支撑结构进行设计和分析,针对其在自重工况下满足结构刚度要求的同时热尺寸稳定性显著超差的情况,对支撑结构进行改进,变刚性支撑为柔性支撑,弱化结构刚度,增强结构的柔性。通过对改进后的结构进行建模和仿真分析,调整柔节参数,使反射镜组件在自重工况下满足结构刚度要求的同时,具有良好的热尺寸稳定性,镜面面形精度达到成像质量要求,即PV值不大于63.2nm。通过进一步对整个组件结构进行动力学分析可知,结构在正弦扫描和随机振动工况下不会发生颤振、疲劳和破坏。仿真分析结果表明:在柔性结构的调节作用下,反射镜在力和热两种环境约束工况下,面形精度均满足成像质量要求,结构尺寸稳定性好,说明这种柔性支撑结构合理可行。 展开更多
关键词 光学反射镜 计算机辅助工程分析 柔性支撑结构 尺寸稳定性
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空间光学遥感器柔性支撑结构设计 被引量：6
17
作者 孙宝玉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期184-186,共3页
为了在保证空间遥感器系统结构刚度的同时,使结构具有良好的热尺寸稳定性,设计了一种应用于空间光学遥感器的正交双向柔性支撑结构,有效解决了影响反射镜成像质量的力和热两个关键环境约束之间的矛盾,从而保持光学系统组件的有效位置,... 为了在保证空间遥感器系统结构刚度的同时,使结构具有良好的热尺寸稳定性,设计了一种应用于空间光学遥感器的正交双向柔性支撑结构,有效解决了影响反射镜成像质量的力和热两个关键环境约束之间的矛盾,从而保持光学系统组件的有效位置,为遥感器能达到良好的成像质量提供了保证.对柔性铰链结构参数进行分析,并对铰链结构进行设计和性能的有限元仿真分析.结果表明,柔性支撑结构在力和热两种主要环境约束下能有效地保持结构的稳定性. 展开更多
关键词 空间光学遥感器 柔性支撑 环境约束 热尺寸稳定性
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单神经元-PID算法在磁轴承系统的研究 被引量：1
18
作者 钟毅 刘泉 《武汉理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期99-102,共4页
常规PID控制器参数往往整定不良,性能欠佳,对磁轴承系统运行工况的适应性很差。而由具有自学习和自适应能力的单神经元构成的单神经元自适应PID控制器,不但结构简单,而且能适应环境变化,具有较强的鲁棒性。将神经网络控制思想引入磁轴... 常规PID控制器参数往往整定不良,性能欠佳,对磁轴承系统运行工况的适应性很差。而由具有自学习和自适应能力的单神经元构成的单神经元自适应PID控制器,不但结构简单,而且能适应环境变化,具有较强的鲁棒性。将神经网络控制思想引入磁轴承系统中,提出了适合于磁轴承单自由度控制的单神经元-PID算法,通过实验探讨了其控制效果,并与传统PID算法控制效果作了比较。 展开更多
关键词 磁悬浮轴承 单神经元-PID 数字控制
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圆弧形混合磁悬浮轴承的研究 被引量：2
19
作者 黄德中 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期134-136,共3页
介绍一种由圆弧形轴肩的转轴和圆弧形线圈组成的新型圆弧形混合磁悬浮轴承工作原理 ,导出了圆弧形混合磁悬浮轴承结构参数的设计计算理论 ,包括圆弧形混合磁悬浮轴承轴向与径向扰动的控制、吸力方程、承载能力、结构参数的设计等 ,与圆... 介绍一种由圆弧形轴肩的转轴和圆弧形线圈组成的新型圆弧形混合磁悬浮轴承工作原理 ,导出了圆弧形混合磁悬浮轴承结构参数的设计计算理论 ,包括圆弧形混合磁悬浮轴承轴向与径向扰动的控制、吸力方程、承载能力、结构参数的设计等 ,与圆柱式比较 ,圆弧形混合磁悬浮轴承具有承载力大、定位性好等特点。 展开更多
关键词 圆弧形混合磁悬浮轴承 机械学 混合控制 结构参数 工作原理
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空间光学遥感器反射镜柔性调节结构设计 被引量：2
20
作者 孙宝玉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期201-203,共3页
针对空间光学遥感器圆形反射镜结构刚度高、热尺寸稳定性差的状况,设计了一种温升变形柔性调节结构,旨在保持结构刚度满足力学要求的同时,使反射镜具有良好的热尺寸稳定性.对柔性结构进行了合理的结构设计,对其力学模型及铰链参数进行分... 针对空间光学遥感器圆形反射镜结构刚度高、热尺寸稳定性差的状况,设计了一种温升变形柔性调节结构,旨在保持结构刚度满足力学要求的同时,使反射镜具有良好的热尺寸稳定性.对柔性结构进行了合理的结构设计,对其力学模型及铰链参数进行分析,并对反射镜组件进行有限元仿真.结果表明:在柔性结构的调节作用下,反射镜在力和热两种环境约束工况下,面形PV值均远小于63.2 nm,满足成像质量要求.证明这种柔性调节结构在实际结构设计中是合理可行的. 展开更多
关键词 空间光学遥感器 光学反射镜 柔性调节结构 热尺寸稳定性
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