六自由度运动模拟装置研制
六自由度运动模拟装置研制
主要内容
1.六自由度运动模拟装置包括机械系统、运动控制系统和应用软件三个部分,其中机械系统包括基座、6台电动缸、动平台和转接板等,运动控制系统包括控制、驱动、传感检测、运行状态检测和与运行管理系统的接口等。应用软件包括用户界面和管理、与运行管理系统的通讯以及装置运动和运行状态检测的各种功能模块等。六自由度运动模拟装置研制项目的内容包括:
1) 六自由度运动模拟装置的总体设计、优化、系统仿真。
2) 六自由度运动模拟装置的机械系统的设计、计算、仿真。
3) 六自由度运动模拟装置的机械系统的加工、外购件的采购、安装和调试。
4) 六自由度运动模拟装置的运动控制系统的设计、采购、制作、安装和调试。
5) 六自由度运动模拟装置的应用软件的软件分析、软件设计、软件编码、软件测试和软件维护。
6) 六自由度运动模拟装置的现场安装和调试,包括进场后的地面安装、调试,以及风洞试验的安装和调试。
7) 所有相关设备的运输,项目验收前的存放、保护。
8) 配套六自由度运动模拟装置的存放架/箱一套,用于该装置的平时存放,其结构形式和外观应与现场设备一致。
9) 配套六自由度运动模拟装置的专用特种工具2套,用于该装置的调试和安装。
10) 提供完整的研制过程资料。
11) 提供六自由度运动模拟装置数字化孪生(数字化双胞胎)一套。
12) 完成一期动态流场模拟验收试验,任务委托方负责,承担方协助。
2.技术指标及要求
1)上台面圆形,直径1600mm,装置中位高度1250mm。
2)运动自由度:六个,包括纵向(X)、侧向(Y)、垂向(Z)、俯仰(α)、偏航(β)、滚转(γ)、(参考坐标系为模型机体坐标轴系Oxyz,原点为模型参考质心,x轴平行于机身轴线指向前方,y轴垂直于模型纵对称面指向右方,z轴在模型纵对称面内垂直于x轴指向下方);
3)额定负载:模型质量200kg,转动惯量Jxx=100kgm2,Jyy=100kgm2,Jzz=100kgm2。
4)模型的最大气动载荷:阻力、侧向力、升力均不大于700N,三个方向力矩均不大于700Nm。
5)模型沿气流坐标轴系Owxwywzw的三个轴xw、yw、zw方向运动的静态位置控制精度不大于0.2mm。
6)模型运动的姿态(包括侧滑角、俯仰角和滚转角,定义见GB/T 16638.2-2008)控制精度不大于0.05°。
7)额定负载下极限升沉工况:频率为3.47Hz时对应振幅为±130mm;极限俯仰工况:频率为3.18Hz时对应振幅为±5°。
8)六自由度运动参数表(额定负载下的能力包络参数):
序号 | 项目 | 参数 | |
1 | 系统运动频率能力范围 | 0.01Hz~8Hz | |
2 | 线位移 | 纵向(X) | ±130mm |
3 | 侧向(Y) | ±130mm | |
4 | 垂向(Z) | ±130mm | |
5 | 角位移 | 滚转(γ) | ±15deg |
6 | 俯仰(α) | ±15deg | |
7 | 偏航(β) | ±15deg | |
8 | 线速度 | 纵向(X) | ±1.63m/s |
9 | 侧向(Y) | ±1.63m/s | |
10 | 垂向(Z) | ±2.85m/s | |
11 | 角速度 | 滚转(γ) | ±188.5deg/s |
12 | 俯仰(α) | ±188.5deg/s | |
13 | 偏航(β) | ±188.5deg/s | |
14 | 线加速度 | 纵向(X) | ±2g |
15 | 侧向(Y) | ±2g | |
16 | 垂向(Z) | ±6.42g | |
17 | 角加速度 | 滚转(γ) | ±2368°/s2 |
18 | 俯仰(α) | ±2368°/s2 | |
19 | 偏航(β) | ±2368°/s2 |
9)六自由度运动模拟装置动态位移能力包络曲线(额定负载下):
10)驱动方式:电动伺服缸驱动。
11)控制方式:数字控制。
12)通讯方式:实时以太网,数字总线通讯方式。
13)摇摆波形:周期波、随机波、正弦扫频波。
14)1~6自由度正弦定频摇摆功能:频率范围0.01Hz~8Hz,各个运动自由度的幅值、频率和相位可设,运行时间可设。
15)1~6自由度正弦扫频摇摆功能:具有1~6自由度正弦扫频摇摆试验功能,频率范围0.01Hz~8Hz,线性扫频/对数扫频可选,可往复扫频,各个运动自由度谱形、相位可设,扫频速率、往返次数可设。
16)1~6自由度宽带随机波摇摆功能:具有1~6自由度随机波形摇摆试验功能,频率范围0.01Hz~8Hz,各个运动自由度随机波谱形和均方根可设。
17)自定义长时程波形复现摇摆功能:具有1~6自由度长时间历程摇摆波形复现控制功能,频率范围0.01Hz~8Hz,可设最长波形不小于3600s,具有目标波处理、系统辨识、迭代修正及时程波复现等功能。
18)动态控制精度要求:
(1) 系统在电机使能后,系统本底噪声应小于0.01g;
(2) 系统在每个运动自由度做正弦摇摆时位移波形失真小于2%;
(3) 系统进行1~6个运动自由度做正弦定频摇摆时,幅值控制误差:≤±2%;
(4) 系统进行1~6个运动自由度做正弦扫频摇摆时,幅值控制误差:≤±10%;
(5) 系统在进行1~6个运动自由度做宽带随机波摇摆时,均方根控制误差:≤±10%;
(6) 系统在进行1~6个运动自由度长时程波形复现摇摆时,一次迭代后各自由度最大均方根误差不超过5%,峰值误差不超过15%,通过不大于三次迭代修正后,各自由度最大均方根误差不超过2%,峰值误差不超过5%;
(7) 系统必须具备软启动/停机功能,在任何情况下,启动/停机时各向冲击加速度峰值≤0.05g。
19)系统故障保护及安全保护功能:具有完备的系统故障保护功能,具有故障在线监测诊断与故障快速处理功能。具有多余度安全保护功能,以保障在系统出现故障时,保护摇摆台及试件的安全。系统具有防止突然断电和异常故障而损坏设备的自我保护能力。
20)连续稳定运行时间不少于5小时。
21)使用寿命(运行累计时间)不少于3000小时。
注:本项目采取线下对接报名方式,报名联系人:谢琦,武杰;联系电话:****-*******、138*****782电子邮箱:sharkchaser@163.com。
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