转动惯量扭摆周期测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及测量领域，特别涉及一种转动惯量扭摆周期测量方法。
【背景技术】
[0002] 转动惯量是刚体转动时惯性的量度，其量值取决于物体的形状、质量分布及转轴 的位置，是飞行器姿态控制的重要特性参数。其物理意义为物体转动的惯性的大小，一般可 表示为
【主权项】
1. 一种转动惯量扭摆周期测量方法，其特征在于，包括： 在转动惯量测量系统的转台上设置径向挡板（1); 沿所述转台的切身方向设置位移传感器（2)，并将所述位移传感器（2)设置在所述径 向挡板（1)的运动路径上； 待所述转台气浮稳定后，测量并记录所述转台在静止条件下的静态零位值； 激振所述转动惯量测量系统使其发生扭摆，采集通过所述位移传感器（2)采集所述径 向挡板（1)的挡板位移信号； 对挡板位移信号进行中值滤波； 计算所述滤波输出与所述静态零位值的绝对差值，从而得到残差序列； 在预定长度区间内，搜寻所述残差序列的最小极值，并标记对应的原始位移信号以得 到所述挡板位移信号的一个初判过零点； 以该初判过零点为中心，提取该点前后预设个数的原始位移信号，进行基于采样时间 间隔的最小二乘线性拟合，获得关于该初判过零点的位移-时间线性回归函数； 根据静态零位值建立静态零位线函数； 根据位移-时间线性回归函数和静态零位线函数求解两个函数的交点，该交点即为对 应的精确过零点； 通过算法循环，搜寻扭摆位移信号的其余初判过零点，依次建立位移-时间线性回归 函数并求解对应的各个精确过零点； 相邻三个精确过零点在时间轴上的投影长度即为转台的扭摆周期。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在原始挡板位移信号的 采样过程中，依次进行30~50次循环，以得到精确的转动惯量扭摆周期。
3. 根据权利要求1至2所述的方法，其特征在于，所述位移传感器（2)测量所述扭摆过 程中的切向位移。
4. 根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于，所述预定长度区间是100。
5. 根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于，所述预设个数是25。
6. 根据权利要求1至5所述的方法，其特征在于，所述位移-时间线性回归函数可用下 式表示： u=kt+ut0 其中，k为电压时间斜率，Uttl为函数初值，t为时间，u为拟合后的位移函数输出。
7. 根据权利要求1至6所述的方法，其特征在于，所述静态零位线函数为： U = U0 其中，U为拟合后的静态零位输出，Utl为转台静止条件下的静态零位的测量值。
8. 根据权利要求1至7所述的方法，其特征在于，所述位移传感器（2)的采样模式为板 载硬件时钟等间隔触发采样模式。
9. 根据权利要求1至8所述的方法，其特征在于，所述位移传感器（2)通过支架（3)安 装在转动惯量测量系统的基座上。
【专利摘要】一种转动惯量扭摆周期测量方法，包括：在转动惯量测量系统的转台上设置径向挡板；沿转台的切身方向设置位移传感器；记录转台在静止条件下的静态零位值；通过位移传感器采集径向挡板的挡板位移信号；计算中值滤波输出与静态零位值的绝对差值，从而得到残差序列；在预定长度区间内，搜寻残差序列的最小极值，得到挡板位移信号的初判过零点；获得关于该初判过零点的位移-时间线性回归函数；根据静态零位值建立静态零位线函数；根据位移-时间线性回归函数和静态零位线函数求解两个函数的交点，该交点即为对应的精确过零点；相邻三个精确过零点在时间轴上的投影长度即为转台的扭摆周期。本发明具有高性价比、结构简单和易实现的优点。
【IPC分类】G01M1-10
【公开号】CN104729796
【申请号】CN201510102803
【发明人】张春富, 何坚强, 辅小荣, 闫奇瑾
【申请人】盐城工学院
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月9日