全程可控的微重力试验装置应变传感器 布局优化研究
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TM930. 9; TN911. 7

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载人航天工程空间应用系统项目、 中科院科研仪器研制项目(YJKYYQ20180017)资助


Study on the placement optimization of strain sensors in the CSU electromagnetic microgravity tower
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    摘要:

    在建的全程可控的地基微重力试验设备是一种采用直线电机驱动实验舱体,以上抛下落方式来产生微重力环境的新型 落塔装置,其支撑结构上的微小形变是决定实验舱能否在轨道上平顺运行的关键因素。 为了更加科学有效地布置应变传感器 对其进行监测,将改进后的量子粒子群算法用于传感器布局优化。 以有限元模型作为实际算例,比较和验证了粒子群算法、量 子粒子群算法以及改进量子粒子群 3 种算法布局优化策略在形变重构上的有效性和优劣性,改进后的量子粒子群算法得到的 重构形变平均绝对误差为最大形变的 1. 2%。 该结果表明对量子粒子群算法的改进方法是有效的,同时也说明了随机算法用于 形变重构的传感器优化布置是可行的。

    Abstract:

    The CSU Electromagnetic Microgravity Tower under construction is a new type of drop tower which uses the linear motor to drive the experimental cabin and uses the upthrow and drop method to generate the microgravity environment. The tiny deformation on the supporting structure is the key factor to determine whether the experimental cabin can run smoothly on the track. In order to arrange the strain sensors more scientifically and effectively to monitor it, the improved quantum particle swarm optimization algorithm is applied to the sensor placement optimization. The finite element model is taken as an example to compare and verify the validity and superiority of the three placement optimization strategies of particle swarm optimization algorithm, quantum particle swarm optimization algorithm and improved quantum particle swarm optimization algorithm in the deformation reconstruction. The average absolute error of the improved quantum particle swarm optimization algorithm is only 1. 2% of the maximum deformation. The result shows that the improved method of quantum particle swarm optimization algorithm is effective, and it also confirms that the stochastic algorithm is feasible to optimize the sensor placement for deformation reconstruction.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

陈 志,席 隆.全程可控的微重力试验装置应变传感器 布局优化研究[J].电子测量与仪器学报,2021,35(8):62-69

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  • 在线发布日期: 2023-02-27
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