天线结构变形测量中应变传感器的布置研究

摘要

桁架结构在大中型天线上被广泛应用，为了采用应变传感器测量天线变形的位移，本文深入研究了应变传感器布置中的关键问题。
　　首先，为了减少计算量，提高算法的效率，提出了两种模态数目优化的方法，即模态坐标法和信息矩阵坐标法，并对ANSYS建立的8m天线模型做了优化。
　　其次，介绍了论文采用的测量方案:矩阵映射法。该方法通过建立应变和位移之间的映射关系，用应变传感器间接地测量天线变形的位移;介绍了两种传感器的布置方法，有效独立法和有效独立驱动点残差法，并用MATLAB实现了两种算法;证明了应变模态的正交性，为应变传感器的适用性提供了依据。
　　再次，分别用有效独立法和有效独立驱动点残差法对8m天线和7.3m天线进行了传感器的位置布置，并验证了算法的可行性和实用性。
　　最后，分析了影响传感器布置的误差因素和参数因素。误差因素包括模态误差、测量误差和测试载荷位移应变误差;参数因素包括传感器数量和相关性系数LDC。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 天线结构变形测量概述

1．2 传感器布置的研究现状

1．3 传感器定义分类

1．4 论文主要工作

第二章 传感器布置中模态数目优化研究

2．1 引言

2．2 模态数目优化方法

2．2．1 信息矩阵范数变化率法

2．2．2 模态坐标法

2．2．3 信息矩阵坐标法

2．3 载荷处理

2．4 实际算例

2．4．1 8m天线模型建立

2．4．2 三种方法的算例比较

2．5 小结

第三章 变形测量方案及传感器布置理论研究

3．1 引言

3．2 变形测量方案

3．3 传感器布置方法

3．3．1 有效独立法

3．3．2 有效独立驱动点残差法

3．4 布置方法的适用性研究

3．4．1 适用性证明

3．4．2 适用性算例

3．5 小结

第四章 应变传感器布置在变形测量中的应用

4．1 引言

4．2 模型线性验证

4．2．1 7．3m天线模型建立

4．2．2 线性验证

4．3 8m圆抛物面天线

4．4 7．3m圆抛物面天线

4．5 小结

第五章 传感器布置影响因素分析

5．1 引言

5．2 误差对传感器布置的影响

5．2．1 模态误差

5．2．2 测量误差

5．2．3 测试载荷位移应变误差

5．3 参数对传感器布置的影响

5．3．1 传感器的数目对传感器布置的影响

5．3．2 LDC对传感器布置的影响

5．4 小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献