柔性机翼长基线天线形变实时测量

发布时间：2017-10-06 21:04

  本文关键词：柔性机翼长基线天线形变实时测量

  更多相关文章： 长基线天线 变形估计 变量连续化 传感器贡献度 传感器布局优化

【摘要】：机翼变形导致柔性机翼长基线天线阵列发生变形,电性能变差,该误差可通过改变移相器加以补偿,这需要对机翼的实际变形进行估计,而估计精度与传感器的位置和总数相关。本文针对柔性机翼长基线天线的变形估计及其传感器布局优化开展研究。1)以机翼有限元模型为基础,针对基于应变推知位移的变形估计方法中,已有的模态法不适用于大变形的高精度估计,而分段线性化方法所需传感器较多这一现状,提出了组合模态法,首先利用分段线性化方法粗略估计变形,然后,在此基础上,由模态法完成相对变形的高精度估计。该方法能够实现大变形的高精度估计,同时,可以减少传感器的使用量。2)以传感器位置和总数为设计变量,变形估计误差和传感器总数为目标函数,建立了同时优化传感器位置和总数的包含连续变量和整数变量的非线性数学规划模型。通过变量代换将整数变量连续化,统一变量形式,并且根据各传感器对变形估计精度的贡献度改变传感器总数：精度满足要求时,删除贡献度最小的传感器,精度不满足要求时,在贡献度最大的两个传感器之间增加新传感器。以机翼简化之后的悬臂梁为例进行分析,数值结果验证了模型与方法的正确性与有效性。3)参考NASA德莱顿飞行研究中心的实验装置,自行设计加工测试翼板,并完成实验平台的搭建。在四种不同载荷形式的作用下,完成了对模态法和Ko位移理论的实际估计效果的验证。
【关键词】：长基线天线 变形估计 变量连续化 传感器贡献度 传感器布局优化
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V214.11
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-13
• 缩略语对照表13-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 研究背景16
• 1.2 机翼变形实时测量的研究现状16-18
• 1.2.1 光电测量系统17
• 1.2.2 非光电测量系统17-18
• 1.3 传感器优化配置的研究现状18-20
• 1.3.1 传感器优化配置的意义18-19
• 1.3.2 传感器优化配置准则和研究现状19
• 1.3.3 传感器优化配置计算方法和研究现状19-20
• 1.4 本文主要工作20-22
• 第二章 机翼变形估计方法22-34
• 2.1 变形估计方法22-26
• 2.1.1 模态法22-24
• 2.1.2 Ko位移理论24-26
• 2.2 仿真算例及分析26-33
• 2.2.1 静态载荷27-28
• 2.2.2 动态载荷28-30
• 2.2.3 算例分析30-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第三章 组合模态法34-44
• 3.1 组合模态法34-37
• 3.2 机翼有限元建模及分析37-39
• 3.3 传感器布置39-40
• 3.4 仿真分析40-43
• 3.4.1 静态载荷40-41
• 3.4.2 动态载荷41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 传感器优化配置44-52
• 4.1 优化模型44-48
• 4.2 PSO算法及参数设置48-49
• 4.2.1 PSO算法简介48-49
• 4.2.2 参数设置49
• 4.3 优化算例49-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 实验52-58
• 5.1 实验对象与实验装置52-53
• 5.1.1 实验对象52
• 5.1.2 应变测量系统52-53
• 5.1.3 位移测量系统53
• 5.2 实验内容53-56
• 5.2.1 实验内容设计53-55
• 5.2.2 试验模型修正及仿真55-56
• 5.3 实验结果及分析56-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 6.1 总结58
• 6.2 展望58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-66
• 作者简介66

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本文编号：984983