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硕士学位论文


多组舱段质量质心测量设备关键技术研究

RESEARCH ON KEY TECHNIQUES OF
MEASURING APPARATUS FOR DETERMINING
THE MASSES AND THREE AXES OF CENTROIDS
OF MULTIPLY CABINS


张烈山









哈尔滨工业大学
2012 年年年 6 月月月
国内图书分类号: 学校校代码:10213
UDC : 密级:公开




工工工学工学学学硕士学位论文硕士学位论文


多组舱段质量质心测量设备关键技术研究








硕士研究生: 张烈山
导师: 唐唐文彦教授
申请学位: 工学硕士
学科: 仪器科学与技术术
所在单位: 自动动化化测试与控制制系
答辩日期: 2012 年 6 月
授予学位单位: 哈哈尔滨工业大学
Classified Index :
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Dissertation for the Master Degree in Engineering


RESEARCH ON KEY TECHNIQUES OF
MEASURING APPARATUS FOR DETERMINING
THE MASSES AND THREE AXES OF CENTROIDS
OF MULTIPLY CABINS







Candidate ::: Zhang Lieshan
Supervisor ::: Prof. Tang Wenyan
Academic Degree Applied for ::: Master of Engineering
Speciality ::: Instrumentation Science
and Technology
Affiliation ::: Dept. Automatic Testing and Control
Date of Defence ::: June, 2012
Degree-Conferring-Institution ::: Harbin Institute of Technology
哈哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

摘要
质量质心是重要的质量特性参数,是飞行器总体设计的重要依据。质量质心
的检测是飞行器地面测试的重要内容,为保证飞行器具备合适的稳定性和和良好好的
操纵性以实现飞行器高精度姿姿态控制制、目标标打击,飞行器总装测试中常常需要对
多个尺寸各异的舱段进行质量质心测量。目前前舱段质量质心测量设备多为专台专
用,且需要多次吊装才能完成全部参数的测量,这种测量设备已不能满足大尺寸
大质量舱段的测试需求。本本文根据某某型导弹多个子级舱段质量质心的测量需求,
提出了一种基于四点衡重法的不需要重置被测件的质量质心测量方案,研究了一
种能够兼容多个弹箭舱段质量质心测量的设备,具体研究内容包包括:
通过对质量质心测量方法的总结,结合项目实际技术术要求,提出具体测量方
案,完成了测试系统机机械结构构的设计,使系统在不需要重置舱段的情况下即可完
成舱段质量、质心径向及航向坐标标测量计算,并且使系统能够兼容多种尺寸舱段
质量质心的高精度检测。
根据机机械结构构设计方案和和质量质心测量技术术指标标,完成了电气系统的设计,
对一些关键模块进行了选择和和分析析,本本文利用 PCI
1610A 卡来来扩展了上位机机的
串口,进而实现了 4 路称重传感器信号的同步采集;对伺服电机机进行了计算选型,
最终实现了包包括传感器信号采集模块、电机机驱动动控制制模块在内的电气系统的构构
建。
根据四点衡重方法原理和和四个称重传感器在测量坐标标系中的位置,结合机机械
系统外形几何参数,推导得到到被测件质量和和质心的计算算法。结合软件开发需求,
利用 Visual Basic 开发工具编制制了基于 Win32 平台的人机机交互测控软件。
利用测量不确定度的 B 类评定方法对本本系统质量质心测量不确定度进行了
估计,并最终通过实验验证了整个系统的功功能及测量精度。

关键词:质量特性;质量质心;四点衡重;精密测量

I
哈哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

Abstract
Mass an