基于虛擬儀器的火箭和有效載荷動(dòng)平衡系統(tǒng)外文文獻(xiàn)翻譯、中英文翻譯

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附錄 A 外文資料譯文基于虛擬儀器的火箭和有效載荷動(dòng)平衡系統(tǒng)46 Sethunadh R維克拉姆薩拉巴伊太空中心印度空間研究組織（ISRO）, 印度特里凡得瑯,R_sethunadhvssc.gov.inDr. P P Mohanlal維克拉姆薩拉巴伊太空中心印度空間研究組織（ISRO）, 印度特里凡得瑯,PP_mohanlalvssc.gov.in摘要旋轉(zhuǎn)的運(yùn)載火箭和衛(wèi)星在大氣中的經(jīng)驗(yàn)基本上有兩種類型的不平衡,靜態(tài)和動(dòng)態(tài)不平衡。這些不平衡將減少到一個(gè)可接受的限度之前清除飛行的有效載荷。在傳統(tǒng)的測量火箭和有效載荷動(dòng)不平衡的方法中,由于人工干預(yù), 測量時(shí)間長,測量精度低。本文提出了一種新的基于虛擬儀器的測量系統(tǒng)來解決這些問題。儀器由一個(gè)采集板和一個(gè)電源單元組成。利用國家儀器的圖形化編程語言 LabVIEW 開發(fā)了測量系統(tǒng)的軟件。利用不同的虛擬儀器模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、測量和分析。簡介一個(gè)圍繞一個(gè)固定軸旋轉(zhuǎn)的物體, 如果它的重心不在旋轉(zhuǎn)軸上,就稱它有靜態(tài)不平衡。一個(gè)物體被稱為缺乏動(dòng) 態(tài)平衡,如果主軸傾斜與尊重的旋轉(zhuǎn)軸。因此,不平衡是由單位偏心引起的質(zhì)量中心線與真實(shí)軸的有效位移引起的。 這些不平衡會(huì)干擾衛(wèi)星和有效載荷所 需的取向。過多的振動(dòng)是另一個(gè)問題,它會(huì)引起不可接受的噪音,更重要的是,它會(huì)對機(jī)載電子設(shè)備包產(chǎn)生不利的影響。因此,理想的做法是消除所有的振動(dòng)原因,使機(jī)組完全 “平穩(wěn)”運(yùn)轉(zhuǎn)。不幸的是,在實(shí)踐中,理想是無法實(shí)現(xiàn)的,無論你做什么振動(dòng)的內(nèi)在原因,或不平衡,都將保持。最好的辦法是將這種不平衡降低到不會(huì)對系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響的水平,并將噪音水平降低到可接受的水平。減少旋轉(zhuǎn)機(jī)械中引起振動(dòng)的不平衡力的過程稱為平衡。通過火箭和有效載荷的平衡操作可以獲得的主要優(yōu)點(diǎn)是：錐角減小、頂升減小、推力偏心減小和結(jié)構(gòu)振動(dòng)減小。作為有效載荷通過旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)的環(huán)境中生存,就必須有效載荷的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)平衡。航空電子設(shè)備包的分布不均,傳感器和線束的結(jié)果在不平衡負(fù)載, 必須使用立式動(dòng)平衡機(jī)的計(jì)算。最后, 平衡塊是在預(yù)定的飛機(jī)補(bǔ)充糾正這些不平衡。系統(tǒng)硬件系統(tǒng)硬件包括一個(gè)速度可調(diào)的速度可以在 100-5000 轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)精確控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)。安裝在工業(yè)計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)采集卡（DAQ）用于從振動(dòng)和接近傳感器獲取模擬信號(hào)。電源單元用于驅(qū)動(dòng)傳感器。通過處理振動(dòng)和接近傳感器的模擬信號(hào),直接得到不平衡量的大小和相位值。數(shù)據(jù)采集卡的自適應(yīng)增益特性顯著提高了測量精度。系統(tǒng)方框圖如圖 1 所示。系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)。整個(gè)軟件是利用國家儀器的 LabVIEW 圖形化編程環(huán)境開發(fā)的。軟件提供的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是模塊化。在這里,每一個(gè)任務(wù)分解成功能可解的單位。我們設(shè)計(jì)了虛擬儀器來解決這些子任務(wù),然后加入他們一起。利用不同的虛擬儀器模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、測量和分析。虛擬儀器可以定義為基于計(jì)算機(jī)的軟件驅(qū)動(dòng)的測試、測量或過程控制應(yīng)用儀器。它有一個(gè)只出現(xiàn)在電腦屏幕上的虛擬控制面板。強(qiáng)大的編程工具、靈活的采集硬件和個(gè)人計(jì)算機(jī)是虛擬儀器的重要組成部分。這里的硬件是一個(gè) PC 插件通用數(shù)據(jù)輸入/輸出卡（包含 ADC / DAC）用于數(shù)據(jù)采集或生成。該軟件是特定于應(yīng)用程序的。虛擬儀器的方框圖如圖 2 所示。平衡軟件和圖形用戶界面（GUI） 裝在工控機(jī)上的 GUI 中的多個(gè)窗口,讓用戶進(jìn)行配置,校準(zhǔn),計(jì)算等在配置窗 口中用戶可以選擇普通模式、數(shù)的平均值,過濾式等在計(jì)算窗口用戶可以選擇的動(dòng)平衡測試像轉(zhuǎn)表的各種參數(shù),校正平面的轉(zhuǎn)子位置,尺寸,計(jì)算是否是 靜態(tài)的或偶不平衡等界面如圖 3 所示。系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)傳統(tǒng)的系統(tǒng)由一個(gè)單一的采集板和電源組成。傳統(tǒng)的平衡儀器的復(fù)雜性使得系統(tǒng)難以解決的,往往需要一個(gè)服務(wù)工程師現(xiàn)場參觀。該系統(tǒng)的另一個(gè)好處是,大部分工作是由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 Windows PC 系統(tǒng)簡單完成信號(hào)采集、數(shù)字化和發(fā)送數(shù)字信息到 PC 機(jī)進(jìn)行處理并顯示。可能遇到的大多數(shù)故障都是在便宜的 PC 機(jī)上, 通過簡單地交換 PC 就能很快補(bǔ)救,因此我們可以在幾分鐘內(nèi)回到平衡系統(tǒng), 而不是傳統(tǒng)系統(tǒng)的幾小時(shí)甚至幾天。與其他系統(tǒng)不同的是,平衡軟件安裝在標(biāo)準(zhǔn)的 Windows PC 上,而不是安裝在專用操作系統(tǒng)上。因此,同一臺(tái) PC 機(jī)可以節(jié)省任何其他通用應(yīng)用程序。另一個(gè)重要特點(diǎn)是,任何人都可以使用該系統(tǒng)來平衡轉(zhuǎn)子沒有受過特殊訓(xùn)練。操作員只需輸入轉(zhuǎn)子尺寸,旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子,然后讀取 GUI 上的不平衡質(zhì)量和角度。該系統(tǒng)的另一個(gè)好處是,大部分工作是由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 Windows PC 系統(tǒng)簡單完成信號(hào)采集、數(shù)字化和發(fā)送數(shù)字信息到 PC 機(jī)進(jìn)行處理并顯示。可能遇到的大多數(shù)故障都是在便宜的 PC 機(jī)上,通過簡單地交換 PC 就能很快補(bǔ)救,因此我們可以在幾分鐘內(nèi)回到平衡系統(tǒng),而不是傳統(tǒng)系統(tǒng)的幾小時(shí)甚至幾天。與其他系統(tǒng)不同的是,平衡軟件安裝在標(biāo)準(zhǔn)的 Windows PC 上,而不是安裝在專用操作系統(tǒng)上。因此,同一臺(tái) PC 機(jī)可以節(jié)省任何其他通用應(yīng)用程序。48 另一個(gè)重要特點(diǎn)是,任何人都可以使用該系統(tǒng)來平衡轉(zhuǎn)子沒有受過特殊訓(xùn)練。操作員只需輸入轉(zhuǎn)子尺寸,旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子,然后讀取 GUI 上的不平衡質(zhì)量和角度。它還提供了根據(jù)計(jì)算的不平衡值生成極圖的條款。它將指示不平衡的量和角位置；每一個(gè)校正平面單獨(dú)地測量兩平面不平衡的靜/偶分離。這些顯示在 3 個(gè)并列的極圖中,一個(gè)用于靜態(tài)組件,一個(gè)用于上耦合組件,另一個(gè)用于低耦合組件。公差狀態(tài)也在圖中表示。極圖如圖 4 所示。為靜態(tài)/力偶不平衡分量與動(dòng)態(tài)不平衡量的組合提供了依據(jù)。該系統(tǒng)還可以自動(dòng)記錄 MS Excel中所有的平衡運(yùn)行。這可以通過點(diǎn)擊“查看日志”來訪問。該系統(tǒng)還提供了從不平衡值自動(dòng)生成測試報(bào)告的條款。系統(tǒng)測試與評估該系統(tǒng)的測試和評估不同試件的 不平衡。該系統(tǒng)主要評價(jià)其靈敏度和 準(zhǔn)確度。通過將轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子平衡到最 小不平衡狀態(tài),并通過增加小的試驗(yàn)砝碼來確定剩余不平衡量來確定靈敏度。在不同的角位置上加上相同的試驗(yàn)不 平衡量,并根據(jù)角度繪制不平衡輸出。得到的圖是一個(gè)正弦波,表示機(jī)器能感知到的最小不平衡量。這如圖 5 所示。通過在不同位置添加各種已知的不平衡重量,并在整個(gè)速度范圍內(nèi)以不同的速度運(yùn)行,以計(jì)算機(jī)器讀數(shù)的不平衡來確定機(jī)器的精度。除了這些參數(shù)的各種儀表系統(tǒng)振動(dòng)傳感器,放大器和濾波器進(jìn)行線性和其他標(biāo)準(zhǔn)的電子支票。最小的不平衡可以在每分鐘 180 轉(zhuǎn)的狀態(tài)下測量計(jì)算為0.5 kg mm 靜不平衡和 200 kg mm2 動(dòng)不平衡。不平衡測量的最大誤差被計(jì)算為 3%的大小和角度。結(jié)論虛擬儀器系統(tǒng)使它成為一個(gè)完全自動(dòng)化的測試系統(tǒng),可以進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)不平衡測量,無需人工干預(yù)。虛擬儀器的應(yīng)用使數(shù)據(jù)分析更加準(zhǔn)確,大大縮短了測量時(shí)間。結(jié)果表明,該測試系統(tǒng)具有用戶友好、精度高、精度高、效率低、成本低等優(yōu)點(diǎn)。它還提供自動(dòng)生成測試報(bào)告的條款。參考文獻(xiàn)1火箭車及零部件的 Moses J Long 平衡的考慮,美國宇航局蘭利研究中心,漢普頓,VA2由夏勒 N C &列瓦倫 J M 表達(dá)的失衡質(zhì)量方法,美國宇航局戈達(dá)德TN d-1446,19633動(dòng)態(tài)平衡手冊 # Entek IRD 20494機(jī)械振動(dòng)平衡詞匯表：ISO 標(biāo)準(zhǔn)19255“機(jī)械振動(dòng)平衡軸和裝修關(guān)鍵慣例”,ISO 標(biāo)準(zhǔn) 8821:19896火箭車及零部件的 Moses J Long 平衡的考慮,美國宇航局蘭利研中心,漢普頓,VA49 圖 1 動(dòng)平衡系統(tǒng)方框圖 圖 2 虛擬儀器的方框圖 49 圖 3 動(dòng)平衡系統(tǒng)的圖形用戶界面 圖 4 極坐標(biāo)圖表示的不平衡 50 圖 5 最小剩余不平衡量的確定 51 附錄 B 外文資料原文52 53 54 55 58