星载微推力器推进性能测量与评估方法

　　《星载微推力器推进性能测量与评估方法》紧密围绕环境噪声抑制、系统响应高精度测量、系统参数高精度标定、推力和冲量反演计算、测量系统综合设计等关键技术问题，在分析和讨论推力测量基本原理与关键技术问题基础上，提出了推力器的推进性能测量和评估方法、扭摆测量系统及环境噪声抑制方法、系统响应测量及误差控制方法、系统参数标定及误差控制方法、冲量测量及误差分析方法、平均推力和总冲测量与误差分析方法、推力测量与误差分析方法、高平稳推力测量与寻优估计方法。

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目录
前言
第1章推力测量基本原理与关键技术问题
1.1推力测量基本原理与系统参数标定001
1.1.1推力测量基本原理001
1.1.2测量系统的振动微分方程002
1.1.3测量系统的系统参数标定003
1.2推力测量系统的典型结构003
1.2.1吊摆结构的测量系统004
1.2.2扭摆结构的测量系统005
1.2.3悬臂梁结构的测量系统006
1.3推力测量的关键技术问题007
1.3.1推力器搭载测量与大质量搭载要求008
1.3.2推力或冲量测量误差来源分析008
1.3.3推力或冲量测量的关键技术问题分析010
第2章推力器的推进性能测量和评估方法
2.1推力器的推力变化012
2.1.1连续推力器的推力随着时间变化012
2.1.2脉冲推力器的推力随着时间变化012
2.1.3推力和平均推力013
2.2推力器推进性能和测量原理014
2.2.1常用推进性能指标014
2.2.2推进性能测量原理017
2.3推进性能的测量和评估方法017
2.3.1基于不确定度的测量和评估017
2.3.2推进性能的测量方法020
2.3.3推进性能的评估方法021
第3章扭摆测量系统及环境噪声抑制方法
3.1扭摆测量系统组成和振动微分方程024
3.1.1扭摆测量系统组成024
3.1.2扭摆测量系统振动微分方程029
3.2扭摆测量系统的环境噪声与抑制方法031
3.2.1测量系统的环境噪声干扰来源031
3.2.2推力和冲量加载干扰分析032
3.2.3环境噪声抑制方法034
3.2.4实际系统响应测量值与系统响应测量误差035
第4章系统响应测量及误差控制方法
4.1系统响应测量原理与测量误差来源分析037
4.1.1系统响应测量原理037
4.1.2系统响应测量误差来源分析038
4.2传感器方向误差与位置误差分析控制方法040
4.2.1建立传感器方向误差与位置误差分析模型040
4.2.2传感器方向误差与位置误差分析方法042
4.2.3传感器方向误差与位置误差控制方法044
4.3传感器极板运动误差分析与控制方法045
4.3.1传感器极板运动误差分析方法045
4.3.2传感器极板运动误差控制方法047
4.4系统响应测量误差的控制方法049
4.4.1系统响应测量误差是**误差源049
4.4.2系统响应测量误差来源与控制方法050
第5章系统参数标定及误差控制方法
5.1系统参数标定恒力方法与误差来源分析控制051
5.1.1恒力作用下系统响应052
5.1.2系统响应平滑降噪方法054
5.1.3系统参数标定恒力方法057
5.1.4系统参数标定误差来源分析与控制058
5.2高精度电磁恒力产生、误差分析与控制方法059
5.2.1高精度电磁恒力产生方法和误差来源分析060
5.2.2电磁恒力拟合误差分析与控制方法062
5.2.3电磁恒力使用误差分析与控制方法066
5.3系统参数标定误差控制、分析与评估方法068
5.3.1系统参数标定误差控制方法069
5.3.2系统参数标定误差分析方法070
5.3.3系统参数标定误差评估方法072
5.3.4应用举例078
第6章冲量测量及误差分析方法
6.1冲量测量误差来源分析084
6.1.1脉冲力作用下系统响应与冲量瞬间作用模型084
6.1.2冲量作用下实际系统响应分析085
6.1.3冲量测量误差来源与影响因素分析086
6.2冲量单点估计法与误差分析方法086
6.2.1冲量模型误差分析与抑制087
6.2.2冲量系统响应误差分析与抑制088
6.2.3冲量标定误差分析与抑制090
6.2.4冲量单点估计法与误差分析094
6.2.5应用举例095
6.3冲量最小二乘估计法与误差分析方法098
6.3.1现有的冲量最小二乘估计法099
6.3.2冲量模型误差分析与抑制100
6.3.3冲量标定误差分析与抑制100
6.3.4冲量系统响应误差分析与抑制101
6.3.5改进的冲量最小二乘估计法与误差分析方法104
6.3.6应用举例106
第7章平均推力和总冲测量与误差分析方法
7.1构建平均推力积分方程110
7.1.1由扭摆振动微分方程建立推力积分方程110
7.1.2由推力积分方程建立平均推力积分方程111
7.2平均推力离散化反演计算方法112
7.2.1由平均推力积分方程组构建平均推力离散化线性方程组112
7.2.2平均推力离散化线性方程组的下三角系数矩阵求逆方法114
7.2.3利用平均推力离散化线性方程组求解平均推力和总冲114
7.3平均推力离散化反演计算方法的误差来源分析与抑制115
7.3.1平均推力截断误差来源与抑制115
7.3.2平均推力系统响应误差来源与抑制116
7.3.3平均推力标定误差来源与抑制117
7.3.4平均推力误差和总冲误差计算119
7.4平均推力和总冲离散化反演测量方法与误差分析方法120
7.4.1平均推力和总冲离散化反演测量方法120
7.4.2平均推力和总冲测量误差的蒙特卡洛评估方法123
7.4.3应用举例126
7.5基于递推计算的平均推力和总冲测量方法与误差分析方法137
7.5.1基于递推计算的平均推力和总冲测量方法137
7.5.2误差来源分析140
7.5.3误差抑制方法142
7.5.4计算分析146
第8章推力测量与误差分析方法
8.1推力离散化反演计算方法152
8.1.1由扭摆振动微分方程建立推力积分方程152
8.1.2数值积分离散化方法153
8.1.3推力积分方程组离散化为推力离散化线性方程组155
8.1.4推力离散化线性方程组的求解方法159
8.2推力离散化反演计算方法的误差来源分析与抑制160
8.2.1推力误差来源分析160
8.2.2推力误差抑制163
8.3推力离散化反演测量方法与误差分析方法163
8.3.1推力离散化反演测量方法163
8.3.2推力测量误差的蒙特卡洛评估方法167
8.3.3应用举例169
第9章高平稳推力测量与寻优估计方法
9.1平稳随机过程174
9.1.1随机过程的数字特征174
9.1.2平稳随机过程和遍历性过程175
9.1.3均值和自相关函数的估计175
9.1.4功率谱密度的估计176
9.1.5线性系统与平稳随机过程178
9.1.6计算分析179
9.2推力的平稳随机过程描述与测量平均推力181
9.2.1推力的平稳随机过程描述181
9.2.2推力积分方程辛普森离散化反演测量推力181
9.2.3推力测量值线性拟合测量平均推力185
9.3推力噪声作用下系统响应的方差分析186
9.3.1平均推力作用下系统响应分析187
9.3.2推力噪声作用下系统响应功率谱密度、自相关函数、方差特性分析187
9.3.3推力噪声方差的预估计191
9.4推力蒙特卡洛模拟与系统响应对比寻优估计推力191
9.4.1推力蒙特卡洛模拟方法191
9.4.2模拟推力作用下系统响应辛普森计算方法192
9.4.3系统响应对比寻优估计推力193
9.4.4应用举例193
参考文献199