【技术实现步骤摘要】
一种动态离心机加速度场的高精度测算方法
[0001]本专利技术属于力学环境试验与测量
,具体涉及一种动态离心机加速度场的高精度测算方法。
技术介绍
[0002]加表等惯性器件是飞行器上的重要组件,其精度对这些飞行器的导航精度具有重要影响。因此,过去人们利用精密离心机创造高精度的加速度环境,从而对这些惯性器件进行考核。考虑到精密离心机无法模拟实际的飞行加速度环境——三维动态加速度环境,中国工程物理研究院总体工程研究所研制了三轴动态离心机,为上述惯性器件的考核提供了更加逼真的飞行加速度环境。目前,该设备能够以
±
0.4g的加载精度在设备控制点处产生三维动态加速度环境。然而,一方面该精度还不够高,无法对高精度加表进行精度验证;另一方面,试验中加表等试件一般无法准确安装在设备控制点处,考虑到动态离心机上加速度场具有一定梯度,各点加速度不同,因此控制点处的加速度值不能直接用以表示试件处的加速度值。因此,亟需发展动态离心机上加速度场的高精度测算方法,从而得到试件处加速度的高精度测算值,同时给出该测算值的不确定度,从而验证加表等惯性器件的精度性能。此外,发展本方法后,也可对动态离心机控制点处的加速度进行高精度测算,从而实现设备的校准,确保动态离心试验设备提供的加速度环境条件量值真实可靠。
[0003]目前,现有动态离心机上加速度场测算方法的大体思路如下:利用多刚体运动学给出加速度计算的数学模型,然后测量动态离心机各轴的运动参数、尺寸以及试件安装位置、姿态,最后带入该数学模型计算试件处的加速度。由于这
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种动态离心机加速度场的高精度测算方法,其特征在于,利用加速度场分布系数矩阵K描述动态离心机上加速度场关于位置的分布规律,然后根据某个基点处的加速度实测值推算试件敏感位置处的加速度。2.如权利要求1所述的一种动态离心机加速度场的高精度测算方法,其特征在于,动态离心机上各点加速度关于位置ρ
0M
线性变化,可归结为如下公式:a
M
(t)=a0(t)+K(t)ρ
0M
ꢀꢀ
(2)式中a
M
为点M处的加速度,a0为点0处的加速度,ρ
0M
为0到M的矢径,K∈R3×3为刚体的加速度场分布系数矩阵;因此,利用动态离心机上多个点处的加速度实测值即可解算出K,进而将K代入式(2)即可得到动态离心机上任意一点M处的加速度测算值。3.如权利要求2所述的一种动态离心机加速度场的高精度测算方法,其特征在于,根据动态离心机上多个点的加速度实测值解算K;解算K的核心算法如下:动态离心机上多个点的加速度实测值解算K;解算K的核心算法如下:动态离心机上多个点的加速度实测值解算K;解算K的核心算法如下:式中,a
nx
,a
ny
,a
nz
(n=0,i,j,k)分别表示加速度计(0、i、j、k)的测量结果;ρ
0i
,ρ
0j
,ρ
0k
分别表示加速度计0敏感位置到加速度计i、j、k敏感位置的位置矢量在方块坐标系f中的投影;上标“T”表示矩阵转置;上标
“‑
1”表示矩阵的逆,k
11
,...,k
33
为K的元素。4.如权利要求3所述的一种动态离心机加速度场的高精度测算方法,其特征在于,求得K后,试件敏感位置处的加速度测算值计算方法如下:根据试件坐标系s相对f系的位置、姿态即可得到试件敏感位置处的加速度测算值为:式中,A
sf
表示f系到s系的方向余弦矩阵,a0表示加速度计0的测量结果,ρ
0M
表示试件敏感位置M相对加速度计0敏感位置的位置矢量,即投影到f系;可见加速度测算值由如下测量值决定:1)加速度计0、i、j、k的测量值,a
0x
、a
0y
、a
0z
、a
ix
、a
iy
、a
iz
、a
jx
、a
jy
、a
jz
、a
【专利技术属性】
技术研发人员:周邦召,刘谦,杨敏,陈胜来,毛勇建,陈颖,牛宝良,袁彪,欧峰,张帅,吴静,张东峰,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院总体工程研究所,
类型:发明
国别省市:
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