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基于模拟月壤挖取采样扭矩试验及建模

发布时间:2018-01-08 20:14

  本文关键词:基于模拟月壤挖取采样扭矩试验及建模 出处:《地球科学(中国地质大学学报)》2013年06期  论文类型:期刊论文


  更多相关文章: 表层采样 模拟月壤 扭矩 神经网络 工程地质.


【摘要】:开展月球探测对于提升我国综合实力具有重要意义.按照计划我国将在2017年左右完成月球采样并返回地球的目标.目前国内各科研院所对采样机具的研究多集中在钻取机具的设计及其仿真模拟上,对表层取样机具研究较少.基于表层取样研发了一套由直流电机驱动,并能通过检测其电流间接测算挖取运动扭矩的试验机构.利用该机构在6种不同的模拟月壤中进行不同试验参数的挖取试验后可知,在不同的试验条件下挖取机构承受的扭矩变化趋势大致相同,并能由4个特征点进行描述.4个特征点的取值随试验参数的不同而改变.完成试验后将试验数据进行归一化处理后导入BP神经网络进行学习和训练,建立了以运动参数(运动角度、机构悬挂高度)、模拟月壤类型(内聚力、内摩擦角)、模拟月壤密实程度(容积密度、孔隙度、相对密实度)为输入量,机具承受扭矩为输出量的神经网络模型.通过与实测数据对比可证明本文建立的BP神经网络挖取力学模型具有很高的拟合和预测精度.
[Abstract]:To carry out lunar exploration is of great significance to enhance the comprehensive strength of our country. According to the plan, our country will complete the lunar sampling and return to the earth around 2017. At present, the research on sampling machines and tools in various research institutes in China is carried out. Most of them focus on the design and simulation of drilling machine. The surface sampling machine is less studied. Based on the surface sampling, a set of DC motor driven is developed. It can be used to measure the torque of excavation indirectly by detecting its current, which can be used in 6 kinds of simulated lunar soil to carry out digging experiments with different parameters. Under different test conditions, the torque variation trend of the excavating mechanism is approximately the same. It can be described by four feature points. The values of the four feature points vary with the test parameters. After the experiment, the test data are normalized and introduced into BP neural network for learning and training. The parameters of motion (motion angle, suspension height of mechanism), simulated lunar soil type (cohesion, internal friction angle) and simulated lunar soil compactness (volume density, porosity, relative compactness) were established. Compared with the measured data, it is proved that the BP neural network model established in this paper has a high precision of fitting and forecasting.
【作者单位】: 中国地质大学工程学院;北京空间飞行器总体设计部;
【基金】:北京空间飞行器总体设计部“采样机具与月壤相互作用平台的研究”(No.201205G007)
【分类号】:P184.5
【正文快照】: 探测月球对提升我国在科技、经济、军事等方面的综合实力有重要意义.自2004年起我国正式开启命名为“嫦娥工程”的月球探测工程,按照计划将在2017年左右发射探测器实现月面软着陆,驱动取样装置采集月球样品并返回地球.迄今为止成功的月球采样仅为前苏联的Luna 月球探测系列

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号:1398512

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