CN102539097A - 航天器正弦振动试验高量级试验条件预测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种航天器正弦振动试验高量级试验条件的预测系统，包括六个模块：(1)低量级(特征级)正弦振动试验条件和试验数据输入模块；(2)高量级试验条件输入模块；(3)下凹条件准则和部组件单机试验条件输入模块；(4)高量级试验条件预测分析模块；(5)高量级试验条件显示、调整、输出模块；(6)试验条件及分析管理模块。该发明的系统可以直接应用于航天器的振动试验，可以按照给定的下凹条件准则和部组件单机试验条件，结合低量级(特征级)正弦振动试验条件和试验数据，来预测高量级试验条件。该系统可方便条件设计，提高试验的有效性，提高效率。

Description

航天器正弦振动试验高量级试验条件预测系统
技术领域
本发明涉及一种航天器正弦振动试验高量级试验条件预测系统，该系统直接应用于航天器的振动试验。
背景技术
正弦振动试验是考核航天器的结构性能、部组件环境适应能力及装配水平的一种有效的手段。一般正弦振动试验会开展导通试验、第一次特征级试验、高量级试验(验收级试验、准鉴定级试验、鉴定级试验)、第二次特征级试验，比较高量级试验前后两次特征级试验结果，如果二者吻合，则认为航天器经受住了高量级试验的考核；反之则认为航天器中某些环节出现了故障。由于振动台试验环境和真实火箭发射环境的差异，一般正弦振动高量级试验在某些频率处是比较保守的。试验条件本身没有反映星箭发生振动耦合时航天器对运载火箭的反共振。不考虑振动耦合的试验条件将导致航天器在某些频率处的过试验，因此必须对这一试验条件进行修正。另外，一些航天器组件的单机考核条件低于整器振动试验的环境，也需要对高量级试验条件进行修正。以往制定该条件过分依赖试验人员的经验，并需要进行大量的计算。为了方便条件设计，提高试验的有效性，提高效率，因此设计一种航天器正弦振动试验高量级试验条件预测系统是有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种航天器正弦振动试验高量级试验条件预测系统，可以按照给定的下凹条件准则和部组件单机试验条件，结合低量级(特征级)正弦振动试验条件和试验数据，来预测高量级试验条件。该系统可方便条件设计，提高试验的有效性，提高效率。
本发明通过如下的技术方案实现：
航天器正弦振动试验高量级试验条件的预测系统，包括六个模块：(1)低量级(特征级)正弦振动试验条件和试验数据输入模块；(2)高量级试验条件输入模块；(3)下凹条件准则和部组件单机试验条件输入模块；(4)高量级试验条件预测分析模块；(5)高量级试验条件显示、调整、输出模块；(6)试验条件及分析管理模块。
航天器正弦振动试验高量级试验条件预测系统工作的主要过程为：
(1)输入低量级(特征级)正弦振动试验条件和试验数据；
利用低量级(特征级)正弦振动试验条件和试验数据模块，输入已经完成的低量级(特征级)正弦振动试验的试验条件和试验数据。
(2)输入高量级试验条件；
利用高量级试验条件输入模块，输入高量级试验条件(加速度幅值随频率变化的曲线)。
(3)输入下凹条件准则和部组件单机试验条件；
利用下凹条件准则和部组件单机试验条件输入模块，输入GJB-1027A要求的下凹条件准则和部组件单机试验条件。
(4)高量级试验条件预测分析；
利用高量级试验条件预测分析模块，根据低量级(特征级)正弦振动试验条件和试验数据，高量级试验条件，预测高量级的试验数据，比较该结果与下凹条件准则和部组件单机试验条件输入模块中输入的条件，调整高量级试验条件来满足限定条件。综合各试验条件的下包络曲线得到预测的高量级试验条件。
(5)显示、调整、输出高量级试验条件；
利用高量级试验条件显示、调整、输出模块，显示预测的高量级试验条件曲线及数据，提供交互的界面可以调整曲线数据，修正高量级试验条件满足要求，最后输出预测的高量级试验条件。
(6)管理试验条件。
利用试验条件管理模块，管理上述步骤中的试验条件曲线及数据，并能方便的存储、浏览、应用试验条件曲线及数据。
其中(1)、(2)、(3)为输入参数的步骤，为(4)高量级试验条件预测分析做准备，由(4)分析得到的高量级试验条件在(5)中显示、调整与输出，(1)-(5)模块中的所有试验条件曲线及数据由(6)管理试验条件模块来管理。
本发明充分考虑了航天器振动试验高量级试验条件预测所需要考虑的环节，摆脱以往制定条件过分依赖试验人员的经验，并需要进行大量的计算的弊端；方便了条件的设计，提高试验的有效性，提高效率。
附图说明
图1为航天器正弦振动试验高量级试验条件预测系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种航天器正弦振动试验高量级试验条件预测系统作进一步的说明。
如图1所示，本发明的航天器正弦振动试验高量级试验条件预测系统包括六个模块：(1)低量级(特征级)正弦振动试验条件和试验数据输入模块；(2)高量级试验条件输入模块；(3)下凹条件准则和部组件单机试验条件输入模块；(4)高量级试验条件预测分析模块；(5)高量级试验条件显示、调整、输出模块；(6)试验条件及分析管理模块，其中，低量级(特征级)正弦振动试验条件和试验数据模块输入已经完成的低量级(特征级)正弦振动试验的试验条件和试验数据；高量级试验条件输入模块输入高量级试验条件即加速度幅值随频率变化的曲线；然后下凹条件准则和部组件单机试验条件输入模块输入GJB-1027A要求的下凹条件准则和部组件单机试验条件；高量级试验条件预测分析模块根据低量级(特征级)正弦振动试验条件和试验数据、高量级试验条件、来预测高量级的试验数据，具体预测过程如下：
设低量级(特征级)正弦振动试验条件为a(f)，试验数据为ai(f)(i为测点号，如果有n个测点，则i＝1，2，...，n)，高量级试验条件为A(f)。根据公式1可以预测高量级的试验数据为Ai(f)。
Figure 000005
比较每个测点的预测试验数据与下凹条件准则和部组件单机试验条件输入模块中输入的条件，如果响应值不满足输入的条件，则需要对高量级试验条件进行调整。
设预测高量级的试验数据为Ai(f)，给定的限制条件为
Figure BSA00000631967200041
则与该测点限制条件对应的调整修订后的高量级条件A′i(f)可以由公式2预测。
Figure 000006
由此可以获得一系列修订后的高量级条件A′i(f)，综合各试验条件的下包络曲线得到预测的高量级试验条件。
然后，高量级试验条件显示、调整、输出模块显示预测的高量级试验条件曲线及数据，提供交互的界面可调整曲线数据，修正高量级试验条件满足要求，最后输出预测的高量级试验条件，并且试验条件管理模块管理上述各模块中的试验条件曲线及数据，并能方便的存储、浏览、应用试验条件曲线及数据。
其中，输入的下凹条件准则包括根据该准则系统响应的下限或上限。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种航天器正弦振动试验高量级试验条件预测系统，包括六个模块：低量级正弦振动试验条件和试验数据输入模块；高量级试验条件输入模块；下凹条件准则和部组件单机试验条件输入模块；高量级试验条件预测分析模块；高量级试验条件显示、调整、输出模块；试验条件及分析管理模块，其中，低量级正弦振动试验条件和试验数据模块输入已经完成的低量级正弦振动试验的试验条件和试验数据，高量级试验条件输入模块输入高量级试验条件，该试验条件是指加速度幅值随频率变化的曲线，下凹条件准则和部组件单机试验条件输入模块输入下凹条件准则和部组件单机试验条件，并选择其中的某些条件是否生效；高量级试验条件预测分析模块根据低量级弦振动试验条件和试验数据、高量级试验条件来预测高量级的试验数据，比较该结果与下凹条件准则和部组件单机试验条件输入模块中输入的条件，以调整高量级试验条件来满足下凹条件准则和部组件单机试验条件输入模块中输入的条件，综合各试验条件的下包络曲线得到预测的高量级试验条件，高量级试验条件显示、调整、输出模块显示预测的高量级试验条件曲线及数据，提供交互的界面来调整曲线数据，修正高量级试验条件满足要求，最后输出预测的高量级试验条件，试验条件管理模块管理上述各模块中的试验条件曲线及数据，并进行存储、浏览、应用试验条件曲线及数据。
2.如权利要求1所述的航天器正弦振动试验高量级试验条件预测系统，其中，输入的下凹条件准则包括根据该准则系统响应的下限或上限。
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