低速轴承真空跑合测试系统的设计与实现-计算机科学与技术专业论文.docxVIP

Classified Index: TP391.9 U.D.C: 621.3 Dissertation for the Master Degree DESIGN AND IMPLEMENTATION OF SYSTEM OF LOW VELOCITY BEARING RUNNING TEST IN VACUUM ENVIRONMENT Candidate： Guo Liang Supervisor： Prof. Tang Xianglong Academic Degree Applied for： Master of Engineering Specialty： Computer Science and Technology Affiliation： School of Computer Science and Technology Date of Defence： June, 2015 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 I I 摘 要 随着科学技术的迅速发展和工业化进程的持续深入，我国的航空航天事业 有了长足的进步和举世瞩目的成就。作为空间探索的关键设备，航天器的性能 很大程度上受到其回旋机构上的轴承影响。目前航空航天用轴承大都采用 MoS2 固体润滑剂镀膜，在装入航天器使用之前需要对其进行跑合测试，以优化轴承 的性能，保证航天器的性能和使用寿命。 为了加快跑合进程，缩短测试时间，轴承跑合时需要对其加以一定压力负 载。由于轴承镀膜后初始沟道不均匀，随着轴承旋转位置的变化，轴承受到的 实际压力也会变化。因此需要在跑合过程中根据压力传感器的实时反馈，对压 力输出做出调整。 低速轴承真空跑合测试系统通过使用 PID 控制算法对轴承跑合的驱动电机 和加载电机进行自动控制：使得加载电机能够在跑合测试开始之前对轴承按照 指定压力进行预加载，在跑合测试进行时对轴承负载进行动态维持；驱动电机 对跑合测试过程中轴承实时速度进行反馈调节，在轴承跑合完成后进行自动制 动。 低速轴承真空跑合测试系统通过使用多种数字滤波算法对跑合测试过程中 轴承的实时状态数据采集进行了处理，筛除了偶然性电磁干扰，均衡了传感器 的随机误差，得到了有效的实时轴承压力和摩擦力矩。 低速轴承真空跑合测试系统通过对轴承摩擦力矩数据的统计显著性检验分 析，计算出跑合测试完成后轴承的摩擦力矩没有显著性差异的概率，为轴承的 后续人工筛选提供数据参考。 通过在 matlab 中进行 PID 控制算法和数字滤波算法的模拟实验，验证了算 法在自动控制和干扰过滤方面的有效性。通过对低速轴承真空跑合测试系统的 实际跑合结果分析，证明了跑合测试系统功能完备、性能优良。 关键词：轴承跑合；自动控制；PID 控制；数据采集；数字滤波；统计显著性 检验 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 II II Abstract With the development of science and technology, as well as the continuous increasing of industrialization process, our aerospace industry has made great strides and remarkable achievements. As the key equipment of space exploration, spacecraft’s capabilities are strongly influenced by the bearing of its swing mechanism. At present aerospace bearings, which are mostly plated with solid lubricant of MoS2, need to have running tests to improve the operation performance before the assembling and using in spacecrafts. High quality bearings ensure high quality spacecrafts. To accelerate running process and reduce test time, certain load needs to be put on the bearing during the test. Because of the rough