脉动风洞试验模型姿态调整系统设计与研究

论文摘要

风洞试验是飞行器系统研制与测试过程中必不可少的关键环节,决定着飞行器系统的成败。风洞试验中模型姿态调整子系统作为飞行器的安装载体,控制着模型的空间位置和姿态,因而是风洞试验系统的重要功能组成。本文针对风洞试验中模型姿态调整子系统开展研究。对姿态调整系统进行了总体方案设计、机械结构设计及控制系统的设计。论文主要研究内容如下：1.根据模型姿态调整系统的功能需求,设计了模型姿态调整系统的机械结构总体方案和控制系统总体方案；2.依据重心驱动原理确定了Y向升降机构的驱动方案,通过分析计算Y向机构驱动的灵活性条件,完成了关键部件的选型,设计了液压驱动回路；进行了α攻角机构的设计和运动仿真；完成了β偏角机构的选型计算；进行了锁紧机构的分析、计算与设计,针对α攻角机构的锁紧机构进行了运动仿真与强度校核；3.根据姿态调整系统的总体控制方案,进行了控制系统软硬件的初步设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源、研究背景及意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势
• 1.2.1 国外风洞及模型姿态调整系统研究现状
• 1.2.2 国内风洞及模型姿态调整系统研究现状
• 1.2.3 风洞及模型姿态调整系统的发展趋势
• 1.3 论文主要内容
• 第二章 姿态调整系统总体设计
• 2.1 姿态调整系统的组成和工作原理
• 2.2 系统的机械结构方案总体设计
• 2.3 控制系统方案总体设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 主要机构设计
• 3.1 Y向升降机构驱动设计
• 3.1.1 驱动灵活性条件计算
• 3.1.2 Y向驱动液压缸选型计算
• 3.1.3 Y向驱动回路设计
• 3.2 α攻角机构设计
• 3.2.1 α攻角机构方案设计
• 3.2.2 驱动元件选择计算
• 3.2.3 α攻角机构仿真运动分析
• 3.3 β偏角机构设计
• 3.3.1 主要功能及技术指标
• 3.3.2 实现原理
• 3.4 锁紧机构设计
• 3.4.1 锁紧机构的作用和意义
• 3.4.2 锁紧机构锁紧原理
• 3.4.3 锁紧机构液压缸的选型计算
• 3.4.4 锁紧机构的运动仿真和强度校核
• 3.5 本章小结
• 第四章 控制系统设计
• 4.1 控制系统技术难点及控制方案
• 4.1.1 控制技术难点
• 4.1.2 系统控制方案
• 4.2 控制系统硬件设计
• 4.2.1 工控机
• 4.2.2 现场控制柜
• 4.2.3 手持操作盒
• 4.2.4 执行和位置状态检测装置
• 4.3 控制系统软件设计
• 4.3.1 上位机和下位机之间的通信协议
• 4.3.2 上位机软件设计
• 4.3.3 下位机程序设计
• 4.3.4 PLC软件设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 试验及分析
• 5.1 试验过程及结果
• 5.1.1 Y机构空载时上升试验
• 5.1.2 Y机构带负时升降试验
• 5.1.3 α攻角机构试验
• 5.2 试验结果分析
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果