空间桁架横梁分布式光纤变形监测与误差修正

论文摘要

空间桁架结构是一种具有低频、密模、非线性等复杂动力学特征的大型挠性空间结构,针对此类结构服役状态的智能辨识对于目前开展高轨深空探测研究具有重要意义。为此,该文提出了一种基于分布式光纤光栅传感技术的空间桁架横梁结构变形监测与反演方法。借助ANASYS有限元分析法,数值模拟得到横梁结构在不同载荷作用下的应变、位移分布特征,研究了基于位移算法的桁架横梁结构变形反演算法,计算得到空间桁架结构不同位置的挠度信息。在此基础上,构建了单边固支桁架横梁分布式光纤变形监测与反演系统,平均相对误差约为2.4%。最后,提出了一种用于横梁结构变形反演精度提升的误差分离修正方法,修正后平均相对误差下降了41.7%。研究结果表明,该文所提方法具有精度高,实时性好等优点,能为及时准确获取空间桁架结构展开形态,实现桁架形态自适应调节与主动控制提供有力保障。

论文目录

• 0 引言
• 1 变形监测与误差修正原理
•   1.1 光纤光栅传感原理
•   1.2 位移变形算法原理
•   1.3 误差分离修正原理
• 2 数值仿真
•   2.1 不同加载形式对应的横梁结构有限元分析
•   2.2 误差修正方法数值仿真
• 3 试验系统
• 4 试验结果与讨论
•   4.1 横梁结构变形监测试验
•   4.2 误差分离修正试验
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘鹏,曾捷,李翔宇,吴肖,王勇,顾欣

关键词: 分布式光纤布喇格光栅,空间桁架横梁,有限元分析,位移算法,变形监测,误差分离修正

来源: 压电与声光 2019年05期

年度: 2019

分类: 信息科技,基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,航空航天科学与工程,无线电电子学,自动化技术

单位: 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,上海宇航系统工程研究所

基金: 上海航天科技创新基金资助项目(SAST2018-015),航空科学基金资助项目(20170252004),江苏省重点研发计划产业前瞻与共性关键技术竞争基金资助项目(BE2018047),江苏高校优势学科建设工程基金资助项目

分类号: TN253;TP212.9;V414

页码: 715-720+724

总页数: 7

文件大小: 1615K

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