一种基于动态补偿技术的推力计算方法技术

本申请公开了一种基于动态补偿技术的推力计算方法。所述方法通过动态补偿器建立等效系统，利用稳态响应均值计算推力大小。本申请给出了动态补偿器的设计原则，以及基于动态补偿技术的推力计算步骤。该方法不需要修改硬件或进行复杂的硬件调整，适用于所有二阶振动微推力测量系统，具有很强的通用性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态补偿技术的推力计算方法
本申请涉及一种基于动态补偿技术的推力计算方法，属于航天器微推进领域的推力测量

技术介绍
随着新型微推力器的设计、研制和应用，微推力测量技术亦备受关注。微推力测量一般分为稳态推力测量、脉冲平均推力和脉冲冲量测量，稳态推力范围一般在几百微牛至几十毫牛，脉冲冲量范围一般在几十微牛秒至几百微牛秒。稳态推力测量和脉冲冲量测量均采用直接测量方法，即将推力器与推力测量装置固连，利用推力的反冲作用，将推力转化为推力测量装置的力学行为，如振动幅值或转动位移，测量振幅或位移等信息可获得推力或冲量大小。目前，多采用水平旋转的扭摆、吊摆等基于二阶振动系统的微小推力或冲量测量装置。对于脉冲式微推力器，脉冲冲量测量的实现相对简单，只要力的作用时间小于欠阻尼二阶测量系统振动周期的1/4，可以看做脉冲力瞬间作用于测量系统，根据响应的最大幅值即可计算脉冲冲量。对于稳态微推力器或高频多脉冲微推力器(输出等同于稳态推力)，只要力或多脉冲的作用时间大于欠阻尼二阶测量系统允许误差范围的调整时间，并且维持稳态一定时间，就可以根据响应的稳态幅值计算稳态推力大小。在机理研究阶段和设计研本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于动态补偿技术的推力计算方法，其特征在于，至少包括：通过动态补偿器建立等效系统，利用稳态响应均值计算推力大小。

【技术特征摘要】
1.一种基于动态补偿技术的推力计算方法，其特征在于，至少包括：通过动态补偿器建立等效系统，利用稳态响应均值计算推力大小。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动态补偿器的传递函数Hd(s)为：其中，ω′n为动态补偿器的无阻尼振动频率；ωn为微推力测量系统的无阻尼振动频率；s为复变量；ζ为微推力测量系统的阻尼比；ζ′为动态补偿器的阻尼比；优选地，所述动态补偿器满足：ζ′＝0.7，ω′n＝21.1456/Tf；其中Tf为稳态力持续时间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中采用水平扭摆式测量或吊摆测量；所述动态补偿器为动态补偿滤波器；所述方法为微小稳态推力计算方法。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法至少包括：(1)标定微推力测量系统的系统参数；(2)在稳态力作用下，采集测量系统的转角输出[ti,θi]，获得平均位置曲线根据fr＝kθ/b，获得(3)确定动态补偿器参数和传递函数Hd(s)；(4)将作为Hd(s)的输入，通过设定微推力测量系统的置信区间内端点值，分别获得采样区间内的输出均值Fmax和Fmin，即测量得到的推力为[Fmax,Fmin]；其中，fr为回复力；b为推力作用力臂；k为刚度系数；θi为时间为ti时的转角。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述微推力测量系统的系统参数包括：阻尼比ζ、无阻尼振动频率ωn、周期T和刚度系数k以及置信区间：ζ±Δζ、ωn±Δωn、T±ΔT、k±Δk；以及测量系统的调整时间ts；优选地，步骤(3)中所述动态补偿器参数包括：阻尼比ζ′、无阻尼振动频率ω′n和等效系统的周期优选地，步骤(3)中所述传递函数Hd(s)为：其中，ω′n为动态补偿器的无阻尼振动频率；ωn为微推力测量系统的无阻尼振动频率；s为复变量；ζ为微推力测量系统的阻尼比；ζ′为动态补偿器的阻尼比。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述Fmax的获得方式包括：将作为Hd(s)的输入，当k＝k+Δk、b＝b-Δb、ωn＝ωn+Δωn时，获得补偿器的输出，从推力作用时刻开始，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟静，常浩，叶继飞，金星，李南雷，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：北京,11