液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測控技術(shù)

第1章概論1
1.1發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的目的、類型與特點(diǎn)1
1.2測控系統(tǒng)的作用、特點(diǎn)與組成2
1.2.1測控系統(tǒng)的作用與特點(diǎn)2
1.2.2控制方式與系統(tǒng)組成3
1.2.3測量系統(tǒng)組成與功能7
1.3控制架構(gòu)與模式11
1.3.1控制系統(tǒng)架構(gòu)12
1.3.2控制模式13
1.4測量系統(tǒng)架構(gòu)與參數(shù)分類15
1.4.1測量系統(tǒng)架構(gòu)15
1.4.2測量參數(shù)分類17
1.5測控系統(tǒng)發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢18
1.5.1控制系統(tǒng)發(fā)展歷程與不足18
1.5.2測量系統(tǒng)發(fā)展歷程與不足20
1.5.3測控技術(shù)發(fā)展趨勢23
參考文獻(xiàn)26
第2章試驗(yàn)對(duì)測控系統(tǒng)的要求27
2.1試驗(yàn)對(duì)測控系統(tǒng)的總體要求27
2.2試驗(yàn)對(duì)控制系統(tǒng)的要求28
2.2.1控制功能、能力與指標(biāo)要求28
2.2.2控制模式、架構(gòu)與可靠性要求30
2.2.3控制軟件要求33
2.3試驗(yàn)對(duì)測量系統(tǒng)的要求35
2.3.1對(duì)參數(shù)測量的基本要求35
2.3.2測量系統(tǒng)專用要求37
2.3.3對(duì)關(guān)鍵參數(shù)測量要求39
2.3.4對(duì)測量參數(shù)數(shù)據(jù)處理分析要求42
2.3.5對(duì)測量軟件要求44
參考文獻(xiàn)48
第3章推力測量技術(shù)49
3.1推力測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)49
3.1.1測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與組成49
3.1.2測量系統(tǒng)指標(biāo)要求52
3.2穩(wěn)態(tài)推力測量技術(shù)52
3.2.1試車架設(shè)計(jì)技術(shù)52
3.2.2原位校準(zhǔn)系統(tǒng)54
3.2.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)56
3.2.4推力測量精度影響因素分析56
3.3負(fù)推力修正技術(shù)60
3.3.1負(fù)推力修正分析60
3.3.2負(fù)推力修正62
3.4動(dòng)態(tài)推力測量技術(shù)65
3.4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)65
3.4.2靜態(tài)原位校準(zhǔn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)68
3.4.3壓電式力傳感器校準(zhǔn)方法71
3.4.4基于電動(dòng)缸的自動(dòng)加載技術(shù)72
3.4.5動(dòng)態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)73
3.4.6動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析80
3.5多分推力測量技術(shù)85
3.5.1多分力推力架設(shè)計(jì)技術(shù)86
3.5.2多分力校準(zhǔn)技術(shù)96
3.5.3解耦技術(shù)99
3.5.4多分力測量系統(tǒng)熱試車驗(yàn)證100
3.6不確定度評(píng)估101
3.6.1不確定度的來源分析101
3.6.2不確定度評(píng)估方法102
參考文獻(xiàn)105
第4章壓力測量技術(shù)106
4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)106
4.1.1需求分析106
4.1.2系統(tǒng)組成及原理107
4.1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)108
4.2穩(wěn)態(tài)壓力測量112
4.2.1常用的壓力傳感器112
4.2.2壓力傳感器安裝工藝116
4.2.3信號(hào)調(diào)理技術(shù)117
4.3高低溫條件下壓力測量121
4.3.1高溫壓力測量121
4.3.2低溫壓力測量122
4.4真空壓力測量124
4.4.1真空計(jì)的分類 124
4.4.2真空計(jì)的選型和安裝 125
4.4.3真空環(huán)境對(duì)壓力傳感器的影響126
4.5現(xiàn)場校準(zhǔn)技術(shù)127
4.5.1電量校準(zhǔn)127
4.5.2靜態(tài)物理量校準(zhǔn)128
4.6數(shù)據(jù)處理132
4.6.1處理方法132
4.6.2數(shù)據(jù)分析與確認(rèn)134
4.7測量系統(tǒng)不確定度評(píng)估135
4.7.1穩(wěn)態(tài)壓力測量系統(tǒng)不確定度評(píng)定136
4.7.2低溫壓力校準(zhǔn)裝置測量不確定度評(píng)定140
參考文獻(xiàn)143
第5章流量、轉(zhuǎn)速測量技術(shù)144
5.1測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與功能144
5.1.1結(jié)構(gòu)組成144
5.1.2主要功能145
5.2流量計(jì)研制與安裝技術(shù)146
5.2.1流量計(jì)測量原理146
5.2.2渦輪流量計(jì)研制148
5.2.3流量計(jì)選型150
5.2.4流量計(jì)安裝技術(shù)154
5.3信號(hào)調(diào)理與抗干擾技術(shù)156
5.3.1頻率信號(hào)調(diào)理器設(shè)計(jì)156
5.3.2抗干擾技術(shù) 163
5.4數(shù)據(jù)采集技術(shù)166
5.4.1采集原理與采集速率166
5.4.2采樣誤差分析169
5.5原位校準(zhǔn)技術(shù)170
5.5.1常溫推進(jìn)劑流量校準(zhǔn)技術(shù)170
5.5.2低溫推進(jìn)劑流量校準(zhǔn)技術(shù)173
5.6密度獲取技術(shù)179
5.6.1常溫推進(jìn)劑密度獲取技術(shù)179
5.6.2低溫推進(jìn)劑密度獲取技術(shù)180
5.7數(shù)據(jù)處理、分析技術(shù)182
5.7.1數(shù)據(jù)處理182
5.7.2數(shù)據(jù)分析與確認(rèn)185
5.7.3數(shù)據(jù)提供方法187
5.8流量測量不確定度評(píng)定188
5.8.1低溫流量校準(zhǔn)裝置不確定度評(píng)定188
5.8.2姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)流量校準(zhǔn)裝置不確定度評(píng)定193
5.8.3渦輪流量計(jì)流量測量不確定度評(píng)定195
參考文獻(xiàn)203
第6章溫度測量技術(shù)204
6.1溫度測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)204
6.1.1溫度測量基礎(chǔ)204
6.1.2溫度測量系統(tǒng)原理與組成205
6.1.3主要部件選型與設(shè)計(jì)207
6.2熱電偶測量技術(shù)208
6.2.1熱電偶測溫原理208
6.2.2熱電偶種類209
6.2.3熱電偶測溫系統(tǒng)組成210
6.2.4熱電偶補(bǔ)償與安裝技術(shù)212
6.3熱電阻測量技術(shù)214
6.3.1熱電阻測溫原理214
6.3.2熱敏電阻測溫原理215
6.3.3熱電阻測溫系統(tǒng)組成216
6.3.4熱電阻測試技術(shù)218
6.4溫度測量現(xiàn)場校準(zhǔn)技術(shù)221
6.4.1熱電偶通道校準(zhǔn)221
6.4.2鉑電阻通道校準(zhǔn)222
6.4.3熱敏電阻通道校準(zhǔn)222
6.4.4溫度變送器通道校準(zhǔn)223
6.5溫度數(shù)據(jù)處理方法224
6.5.1熱電偶數(shù)據(jù)處理224
6.5.2鉑電阻數(shù)據(jù)處理225
6.5.3熱敏電阻數(shù)據(jù)處理225
6.5.4溫度變換器參數(shù)數(shù)據(jù)處理226
6.6溫度測量不確定度評(píng)定226
6.6.1溫度的量值傳遞與溯源226
6.6.2溫度測量不確定度分量組成227
6.6.3溫度測量不確定度A類評(píng)定229
6.6.4溫度測量不確定度B類評(píng)定231
6.6.5溫度測量不確定度評(píng)定232
參考文獻(xiàn)235
第7章動(dòng)態(tài)參數(shù)測量技術(shù)236
7.1系統(tǒng)組成236
7.1.1傳感器237
7.1.2信調(diào)器與數(shù)據(jù)采集239
7.1.3實(shí)時(shí)顯示及數(shù)據(jù)處理239
7.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求240
7.3校準(zhǔn)方法241
7.3.1實(shí)驗(yàn)室計(jì)量校準(zhǔn)241
7.3.2現(xiàn)場校準(zhǔn)242
7.4動(dòng)態(tài)參數(shù)測量方法243
7.4.1采集系統(tǒng)設(shè)置243
7.4.2脈動(dòng)壓力測量245
7.4.3噪聲測量247
7.4.4動(dòng)應(yīng)變測量250
7.4.5振動(dòng)傳感器安裝流程252
7.4.6可靠性分析255
7.4.7實(shí)時(shí)監(jiān)測256
7.5數(shù)據(jù)處理259
7.5.1數(shù)據(jù)處理要求259
7.5.2數(shù)據(jù)處理流程260
7.5.3數(shù)據(jù)處理方法261
7.5.4頻譜處理263
7.5.5沖擊響應(yīng)譜265
7.5.6故障信號(hào)分析266
7.5.7瞬態(tài)信號(hào)分析270
7.6動(dòng)態(tài)參數(shù)測量系統(tǒng)不確定度評(píng)定271
7.6.1不確定度的A類評(píng)定272
7.6.2不確定度的B類評(píng)定274
7.6.3測量系統(tǒng)不確定度的計(jì)算276
參考文獻(xiàn)277
第8章其他參數(shù)測量技術(shù)278
8.1熱流測量技術(shù)278
8.1.1熱流傳感器分類278
8.1.2熱流傳感器原理279
8.1.3熱流傳感器選型282
8.1.4熱流測量系統(tǒng)283
8.1.5影響熱流測量準(zhǔn)確性的因素 283
8.2光纖測量技術(shù)284
8.2.1光纖Bragg光柵理論基礎(chǔ)284
8.2.2測量系統(tǒng)組成及測量方法289
8.3紅外溫度測量技術(shù)297
8.3.1發(fā)動(dòng)機(jī)紅外溫度測量技術(shù)297
8.3.2紅外溫度測量系統(tǒng)298
8.3.3影響紅外測溫的因素300
8.3.4發(fā)動(dòng)機(jī)紅外測溫的不足303
8.3.5紅外熱像現(xiàn)場校準(zhǔn)方法304
8.3.6紅外熱像儀測量工藝方法305
8.3.7發(fā)動(dòng)機(jī)紅外參數(shù)及數(shù)據(jù)分析310
8.4機(jī)器視覺圖像檢測技術(shù)311
8.4.1視覺圖像檢測技術(shù)應(yīng)用311
8.4.2系統(tǒng)構(gòu)成312
8.4.3產(chǎn)品狀態(tài)檢測系統(tǒng)314
8.5氣體流場測量技術(shù)315
8.5.1氣體流場壓力測量316
8.5.2氣流場溫度測量318
8.5.3氣流場速度測量319
8.5.4風(fēng)洞試驗(yàn)流場校測320
8.6高速空間運(yùn)動(dòng)軌跡測試技術(shù)323
8.6.1應(yīng)用背景323
8.6.2測試原理及方法324
8.6.3系統(tǒng)組成326
8.6.4圖像處理功能327
8.6.5測試流程327
參考文獻(xiàn)330
第9章發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)控制技術(shù)331
9.1控制系統(tǒng)架構(gòu)、控制方法及工作過程331
9.1.1系統(tǒng)架構(gòu)331
9.1.2系統(tǒng)組成及功能332
9.1.3控制方法333
9.1.4系統(tǒng)工作流程337
9.2控制對(duì)象分類338
9.2.1電爆管338
9.2.2電磁閥339
9.2.3電動(dòng)閥340
9.2.4調(diào)節(jié)閥342
9.3控制系統(tǒng)硬件技術(shù)343
9.3.1控制器343
9.3.2常見的控制器344
9.3.3外圍接口電路352
9.3.4典型控制電路362
9.4控制時(shí)序自動(dòng)判讀技術(shù)364
9.4.1自動(dòng)判讀程序設(shè)計(jì)原則364
9.4.2自動(dòng)判讀程序設(shè)計(jì)方法365
9.5發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)控制技術(shù)典型應(yīng)用367
9.5.1大推力發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)控制系統(tǒng)367
9.5.2姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)控制系統(tǒng)368
參考文獻(xiàn)371
第10章試驗(yàn)狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)372
10.1閉環(huán)控制技術(shù)372
10.1.1控制目標(biāo)選擇372
10.1.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇373
10.1.3控制參數(shù)選擇374
10.1.4可靠性設(shè)計(jì)376
10.1.5可維修性設(shè)計(jì)378
10.2發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷技術(shù)381
10.2.1故障診斷基本概念和指標(biāo)381
10.2.2發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)382
10.2.3發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)故障診斷技術(shù)發(fā)展388
10.3姿控動(dòng)力系統(tǒng)仿真顯示技術(shù)388
10.3.1仿真顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則388
10.3.2仿真顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)389
10.4試驗(yàn)系統(tǒng)健康監(jiān)測技術(shù)393
10.4.1維護(hù)方式與檢測作用393
10.4.2監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)394
10.4.3監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則與功能395
10.4.4狀態(tài)監(jiān)測內(nèi)容397
10.4.5監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析398
參考文獻(xiàn)400
第11章伺服控制技術(shù)401
11.1伺服機(jī)構(gòu)401
11.1.1伺服機(jī)構(gòu)分類401
11.1.2伺服機(jī)構(gòu)原理403
11.2地面伺服控制系統(tǒng)405
11.2.1控制系統(tǒng)功能405
11.2.2控制系統(tǒng)組成406
11.2.3搖擺控制系統(tǒng)測試內(nèi)容407
11.3模擬伺服機(jī)構(gòu)控制 408
11.4數(shù)字總線伺服機(jī)構(gòu)控制411
參考文獻(xiàn)416
第12章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)417
12.1應(yīng)用軟件組成與特點(diǎn)417
12.2應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)方法418
12.2.1軟件開發(fā)過程418
12.2.2軟件需求分析418
12.2.3設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)419
12.2.4測試確認(rèn)419
12.3常用應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)要點(diǎn)421
12.3.1控制軟件及設(shè)計(jì)要點(diǎn)421
12.3.2測量軟件及設(shè)計(jì)要點(diǎn)425
12.4發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)舉例430
12.4.1大型發(fā)動(dòng)機(jī)控制軟件設(shè)計(jì)430
12.4.2姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)控制軟件設(shè)計(jì)435
12.4.3吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)分布式測量軟件設(shè)計(jì)440
參考文獻(xiàn)445
第13章試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析技術(shù)446
13.1數(shù)據(jù)分析方法446
13.1.1數(shù)據(jù)分析前準(zhǔn)備446
13.1.2正常數(shù)據(jù)確認(rèn)447
13.1.3異常數(shù)據(jù)確認(rèn)447
13.1.4數(shù)據(jù)處理取舍方法448
13.1.5歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比450
13.1.6數(shù)據(jù)包絡(luò)分析450
13.2數(shù)據(jù)修正技術(shù)450
13.2.1常溫環(huán)境的數(shù)據(jù)修正450
13.2.2低溫環(huán)境的數(shù)據(jù)修正455
13.2.3高溫環(huán)境的數(shù)據(jù)修正456
13.3數(shù)據(jù)評(píng)估技術(shù)457
參考文獻(xiàn)460
第14章試驗(yàn)系統(tǒng)測試技術(shù)461
14.1測控系統(tǒng)測試內(nèi)容461
14.1.1測控系統(tǒng)測試項(xiàng)目461
14.1.2系統(tǒng)測試流程463
14.2測控系統(tǒng)測試方法467
14.2.1控制系統(tǒng)檢查測試方法467
14.2.2測量系統(tǒng)檢查測試方法469
14.2.3故障診斷系統(tǒng)檢查測試方法471
14.2.4搖擺測控系統(tǒng)檢查測試方法471
14.2.5電源配電系統(tǒng)檢查測試方法472
14.3試驗(yàn)測控系統(tǒng)的維護(hù)方法473
14.3.1硬件檢查維護(hù)473
14.3.2軟件維護(hù)473
參考文獻(xiàn)475