车载光学平台双层隔振系统设计与试验研究

 分析了冲击、振动对车载精密光学系统的影响,指出了光学平台的变形和振动是影响车载精密光学系统精度和稳定性的主要因素,提出了车载光学平台双层隔振系统的设计方案。采用ANSYS有限元方法分析了光学平台隔振系统的振动模态和减振比,完成了车载状况下的光学平台振动测试。分析与测试结果表明,车载光学平台的双层隔振结构具有良好的稳定性,且对环境强振动有很好的衰减作用。该双层隔振技术方案及其分析测试方法,对于各种车载精密光学系统和设备具有重要的工程应用价值。     

车载光电经纬仪支撑平台稳定性研究

传统的车载支撑平台晃动量较大，难以满足车载光电经纬仪高精度不落地测量要求。为了兼顾轻量化、高刚度和便于制造的要求，采用离散体桁架拓扑优化方法设计了一种具有桁架蒙皮式结构的高比刚度车载支撑平台；建立了平台系统的有限元仿真模型，根据平台安装光电经纬仪的稳定性要求，分析了不同工况和载荷条件下平台系统的静力学和模态特性，搭建了支撑平台稳定性实验装置。结果表明，在经纬仪工作角加速度0.5(°)/s²～20(°)/s²范围的激励下，经纬仪基座的响应加速度为0.008～0.55 m/s²，无明显影响经纬仪跟踪性能的共振响应发生。同时，采用倾角传感器测量了平台晃动幅值，最大晃动量为7.2″。该支撑平台具有较高的支撑稳定性，适用于车载光电经纬仪高精度不落地测量。     

大口径相机主镜/次镜结构动力减振的研究

本文对大口径相机结构次镜相对主镜的振动进行了分析,并提出了次镜动力减振的减振方式,且对动力减振系统进行了分析。最后对某相机的动力减振结构进行了优化设计,并计算了一定冲击激励下原结构与带动力减振结构的响应时间历程。结果表明动力减振具有一定的减振效果,对相机高成象质量的保证具有一定的应用意义.     

光电经纬仪动力学模型分析

从动量定理和动量矩定理两方面分析光电经纬仪动力学特性，建立光电经纬仪的非线性动力学模型。结合某型号光电经纬仪的具体参数对模型进行了分析。     

简谐激励作用下飞机减振问题的分析和仿真

基于振动理论和SIMULINK制作了动态仿真系统,讨论了简谐激励作用下飞机可能产生的受迫阻尼振动响应,包括飞机受迫振动动力学系统的建模、系统参量的变化和导致的振动效果,研究了简谐激励作用下飞机减振原理,包括隔力和隔幅减振、对振动的动态过程进行了仿真,并将仿真实验结果和振动理论分析结果进行了对比分析.     

T型架光电经纬仪动态精度检测方法的研究与应用

根据动态精度靶标的机械结构和由a,b,θ角计算出来的光电经纬仪回转中心的空间位置,结合T型架光电经纬仪的机构特点,采用偏心的方法对其进行动态精度的检测。通过对某型号光电经纬仪的实际检测,验证了该方法的正确性。     

铜微颗粒碰撞阻尼特性

碰撞阻尼在机床、机器人、透平机械、飞机以及运载火箭等领域具有重要的应用价值. 在碰撞阻尼器中加入微颗粒材料, 可以利用颗粒的细化和塑性变形而有效地吸收振动能量, 为碰撞阻尼的研究和发展开辟了一条新途径. 本文讨论了带有中值粒度为50 μm的铜颗粒碰撞阻尼器在96 h内对正弦激励悬臂梁的阻尼减振特性. 研究表明, 在所考察的时间段内, 主系统的响应经历了先上升、再下降和再上升的过程. 这三个阶段的响应对应着铜颗粒微观结构变化的三个阶段. 在初始阶段, 铜颗粒主要表现为弹性变形, 能耗较低, 而钢球的次谐波共振可能将部分能量返回给主系统, 使主系统响应随时间呈现近似线性的上升; 在第二阶段, 当主系统响应增加到一定程度时, 钢球对铜粉的冲击力超出铜颗粒的屈服应力, 铜颗粒发生屈服, 不可逆能耗使主系统的响应震荡下降; 到了第三阶段, 铜颗粒在钢球冲击下发生硬化, 其应变和层错概率上升, 应变能和层错能下降, 主系统的响应再次持续震荡上升. 本文的结果对振动的被动控制以及材料塑性变形机理研究具有参考 意义. 关键词： 振动控制 碰撞阻尼 颗粒减振剂 微结构分析     

一种机载光电设备减振系统设计及稳定精度试验研究

以光电设备减振系统为研究对象,从光电设备轻型化、小型化设计角度出发,针对现有内置橡胶减振系统的诸多不足,采用金属减振器,设计出一款适用于机载光电设备的外置型金属减振系统。通过对该减振系统的振动和冲击试验,测得固有频率、最大传递率及冲击最大位移值。通过对比光电设备在两种减振系统下的稳定精度, 得出以下结论:外置金属减振系统和内置橡胶减振系统均能使光电设备的稳定精度满足不大于25μrad的使用要求,但外置金属减振系统能提高光电设备内部有效空间,同时,外置金属减振系统作为整体可更换单元,降低了减振系统的维修难度,提高了光电设备整体维修性,为其他光电传感器的集成和实现机载光电设备轻型化、小型化提供了可能。     

光电平台内框架的六自由度振动控制研究

阐述了光电平台内框架减振的必要性,对一种六自由度内框架减振系统进行了模型简化,并使用拉格朗日动力学理论对该系统进行控制方程的推导。系统的控制方程表明,当被隔振系统的质心与隔振器的几何中心重合时,系统是解耦的。扫频振动仿真分析表明该内减振系统能够隔离20Hz以上的中高频振动,该内减振系统设计合理。     

时滞反馈控制扭转振动系统的振动

研究了采用时滞反馈来控制扭转振动系统的振动问题.在一个带有非线性动力吸振器的扭转振动系统中,采用时滞反馈来控制主系统的振动.研究了反馈增益系数和时滞对主系统振动的影响.研究结果表明,对某一固定的反馈增益系数,存在时滞的某段调节区间,可以通过调节时滞来抑制主系统的振动.在时滞的调节区间内存在一个最佳点,主系统的振动被抑制到最小值.可以同时调节反馈增益系数和时滞两参数,当反馈增益系数和时滞都调节到最佳值时,主系统振动的振幅由0.24减小到0.03,取得了很好的减振效果. 关键词： 时滞反馈 扭转振动 减振     

铁电体电源中介质电阻特性及对输出电荷的影响

爆炸驱动铁电体脉冲电源利用铁电陶瓷在冲击压力作用下去极化释放电荷而产生电流,可以作为脉冲功率源的初始电源,也可直接驱动高阻抗负载产生脉冲高电压。通常情况下,铁电陶瓷可以看作理想的绝缘体,但在数GPa冲击波压力作用下,铁电陶瓷电阻率可能会明显下降并形成漏电导,使部分去极化释放电荷在铁电陶瓷内部流失,导致铁电陶瓷剩余极化电荷输出效率下降。以PZT95/5铁电陶瓷作为初始储能介质,以爆炸冲击波加载PZT95/5铁电陶瓷释放电荷对脉冲电容器充电,充电结束后电容器电压维持期间检测到明显的反向电流,根据铁电陶瓷输出电流和工作电压,得到冲击波作用过程中铁电陶瓷的瞬态电阻率曲线,并分析了电阻率下降对输出电荷的影响。进一步研究表明,冲击压力在铁电陶瓷边侧产生的稀疏波是引起电荷输出效率降低的主要因素,而铁电陶瓷电阻率下降对电荷输出效率的影响很小。     

基于Hopkinson杆的高g值加速度传感器的动态特性分析

 基于Hopkinson杆激光干涉冲击试验台,分析了高g值加速度传感器的动态特性,主要分析了实现高g值加速度传感器的幅频特性的原理及可行性。该方法采用Hopkinson杆作为高g值加速度信号发生器,并应用激光光栅干涉仪可以精确地获得高g值加速度脉冲的激励波形,再与加速度计的输出联合处理得出传感器的动态校准结果。并用988压电传感器的动态校准结果加以说明。     

A Power-Controllable Semiconductor Fiber Ring Laser and its Applications

A stable and power controllable laser with larger than 17-dB output power range is presented. Based on this device, a novel optical amplifier with the power transit immune behaviors has been demonstrated.     

一种新的线成像激光干涉测速系统

 设计并搭建了一种新的线成像激光干涉测速系统,用于小样品材料的冲击波诊断或飞片速度测量。系统采用梳状干涉条纹做为信号载体,利用1维光纤阵列＋光电倍增管＋数字示波器替代变像管扫描相机作为记录设备,记录伪推挽四路干涉信号,实现1 ns时间分辨和86 μm空间分辨。用它测量了脉冲激光驱动铝膜飞片的速度场,获得对比度较好的信号,数据处理结果揭示了飞片加速过程将近20 ns,飞片的平面度为14.8 mrad。实验证明,该线成像激光干涉测速系统具有一定实用性。     

自由活塞斯特林发动机活塞位移测量

自由活塞斯特林发动机活塞往复振动位移对研究发动机特性具有重要意义,然而该类发动机活塞位于高压封闭腔体内且结构较为紧凑,其活塞往复振动位移难于直接进行测量。加速度传感器具有尺寸小、安装方便和工作稳定等特点,提出了采用加速度传感器测量活塞位移的方法。根据加速度传感器测量位移的原理,建立了一套加速度传感器测量自由活塞斯特林发动机活塞位移的标定试验系统,以位移传感器为基准测试并分析了不同活塞振幅和不同振动频率下加速度传感器测量位移的误差大小。实验结果表明,在活塞振幅小于8 mm,振动频率大于20 Hz条件下,加速度传感器测量位移的误差小于5%。因此加速度传感器可以用于测量自由活塞斯特林发动机的活塞往复运动位移。最后成功把加速度传感器测量的自由活塞斯特林发动机活塞振动位移用于发动机循环指示功的实验研究。     

非线性弹簧阻尼减振装置的探究

将汽车底盘减振装置简化为以非线性弹簧、阻尼器为主的被动阻尼式吸振器．利用Matlab软件对其在简谐力作用下的响应进行定量绘图分析,研究其振幅衰减、缓冲周期以及与由线性弹簧构成的简单模型进行比较,解释了减振装置具体的工作过程以及其中的基本工作原理．     

整形脉冲驱动下透明材料离化现象

 利用成像型速度干涉仪研究了大型激光原型装置整形脉冲驱动实验中产生的预热效应。对冲击波传输过程进行了分析,发现第１和第２个冲击波的起始时刻都在胶层里面,第３个冲击波的起始时刻在熔石英窗口里面。实验发现,由于X光离化效应的影响,第１和第２个冲击波传输引起的条纹跳变并没有观察到。第２和第３个激光脉冲前半部分产生的离化效应将透明窗口完全漂白,导致成像型速度干涉仪获得的条纹图出现了间断。实验观察到了第３个激光脉冲驱动的冲击波在熔石英中产生的加速和减速过程。对整形脉冲获得的实验结果进行了初步解释,得出现有条件下整形脉冲驱动应注意的问题为：控制最高辐射温度,选用带隙大的窗口材料,尽量减小胶层的厚度。     

Plasma cluster acceleration by means of external magnetic field

The possibility to employ external magnetic field for acceleration of plasma clusters is discussed in this paper both theoretically and experimentally. The optimum value of the magnetic field has been found for the “snow plough” model, in which case there is the maximum cluster acceleration. The obtained results show a real possibility of further increasing the plasma cluster velocity in the electromagnetic shock tube.     

EXTRACTION OF STRUCTURAL SYSTEM MATRICES FROM AN IDENTIFIED STATE-SPACE SYSTEM USING THE COMBINED MEASUREMENTS OF DVA

A time domain method for the extraction of the structural system matrices (mass, damping and stiffness matrices) from an identified state-space system is proposed in this paper using the combined measurements of displacement, velocity and acceleration (DVA) together with the input excitations. The method is based on the invariance of continuous-time Markov parameters. An explicit expression of the relationship between the continuous-time Markov parameters, the structural system matrices, and the influence matrices for output DVA as well as the input force has been derived. The determination of structural system matrices is also valid when only the displacement, velocity or acceleration responses are measured. In this paper, the equivalent state system matrices are obtained by an algorithm, which combines the eigensystem realization algorithm (ERA) and the autoregressive with exogeneous (ARX) model. The ARX model provides the necessary discrete-time Markov parameters from the measured input and output data, and then the equivalent state system matrices are identified from discrete-time Markov parameters by using the ERA. A lumped mass model with three degrees of freedom is employed to illustrate the accuracy and feasibility of the presented method.     

基于菲涅耳微透镜的光学加速度传感器原理研究

目前航空业惯性导航系统中广泛采用的加速度传感器存在抗电磁干扰（EMI）和电磁冲击（EMP）能力差等缺陷，针对此提出了一种基于菲涅耳衍射微透镜的光学加速度传感器，它能够有效地解决上述问题。该传感器的传感原理是把一个反光膜平行地置于微透镜的后方，根据微透镜前方汇聚点处光强的变化来敏感加速度的大小。通过Fresnel-Kirchhoff衍射公式详细推导了传感器的光学原理，并且对光纤的偏移对光强的影响进行了计算机模拟分析。结果表明：光纤接收的光强对反光膜的位置具有纳米级的灵敏度，并且对光纤沿微透镜焦平面方向的偏移极其敏感，当此偏移超过2μm，光强就会下降至不足理想情况下的50%。验证性实验结果表明这种传感器的原理是正确的。