针对航天微推力器研制和开发中，微推力和微冲量测量具有很大的挑战性，在跟踪、消化、吸收和总结国内外相关研究成果基础上，本书作者结合多年的科研和教学实践经验，研究并提出微推力和微冲量测量与误差分析方法。
本书从介绍相关基本概念和基本原理入手，通过研究环境、位移传感器、推力和冲量加载等造成的测量噪声特点和规律，提出测量噪声的分析和抑制方法；通过研究冲量作用下系统响应特点和规律，提出冲量模型误差和冲量噪声误差分析方法，以及冲量误差的合成方法，并提出冲量测量系统的基本设计要求；通过研究推力作用下系统响应特点和规律，提出推力截断误差和推力噪声误差分析方法，以及推力反向计算的平滑降噪优化方法，并提出推力测量系统的基本设计要求。
样章试读
目录
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前言
第1章 基本概念和基本原理 1
1.1 推力和总冲 1
1.1.1 推力曲线 1
1.1.2 推力、比冲和总冲 2
1.2 测量系统的工作原理 3
1.2.1 单摆测量系统 3
1.2.2 扭摆测量系统 4
1.2.3 悬臂梁测量系统 5
1.2.4 推力床测量系统 6
1.2.5 工作原理 7
1.3 试验数据的功率谱密度分析 8
1.3.1 离散傅里叶变换 8
1.3.2 功率谱密度分析 8
1.4 试验数据的平滑方法 11
1.4.1 试验数据的测量噪声 11
1.4.2 最小二乘拟合方法 14
1.4.3 正交多项式局部滑动拟合方法 16
1.4.4 应用举例 16
1.5 测量误差分析方法 19
1.5.1 系统误差和随机误差 19
1.5.2 参数估计和区间估计 20
1.5.3 误差传递和随机误差合成 25
1.6 小结 27
参考文献 29
第2章 环境干扰造成的测量噪声 32
2.1 测量系统的环境干扰 32
2.2 函数的傅里叶级数展开 33
2.2.1 傅里叶级数 33
2.2.2 应用举例 34
2.3 周期性位移激励和外力激励的影响 39
2.3.1 周期性位移激励的影响 39
2.3.2 周期性外力激励的影响 45
2.4 随机性位移激励和外力激励的影响 50
2.4.1 线性系统与平稳随机过程 51
2.4.2 随机性位移激励的影响 52
2.4.3 随机性外力激励的影响 56
2.5 脉冲力激励的影响 60
2.5.1 弯曲振动方程 60
2.5.2 脉冲力作用下的方程解 61
2.6 环境干扰造成的测量噪声表示 61
2.6.1 环境测量噪声和抑制方法 61
2.6.2 环境测量噪声表示 62
参考文献 63
第3章 系统参数测量原理和方法 64
3.1 系统参数的测量原理 64
3.1.1 扭摆振动方程 64
3.1.2 系统参数测量 65
3.2 位移传感器造成的测量噪声 67
3.2.1 位移传感器的测量误差 67
3.2.2 扭转角的测量噪声 68
3.2.3 位移传感器的安装误差 71
3.3 标定力造成的测量噪声 74
3.3.1 标定力 74
3.3.2 标定力的系统误差 75
3.3.3 标定力的随机误差 76
3.3.4 标定力的安装误差 77
3.3.5 标定力的漂移 78
3.4 系统参数标定的测量噪声 80
3.5 系统参数标定中测量噪声的影响 82
3.5.1 对稳态扭转角的影响 83
3.5.2 对稳态点对应时间的影响 83
3.5.3 对极值点对应时间的影响 84
3.5.4 对极值点对应扭转角的影响 88
3.6 系统参数的标定方法 89
3.6.1 实际测量数据 89
3.6.2 统计计算方法 90
3.6.3 比例回归方法 92
3.6.4 系统参数的验校 95
3.7 阶跃响应方法的若干问题 101
3.7.1 扭转角和加载时间的转换 101
3.7.2 多次逐级阶跃加载的系统响应 105
参考文献 106
第4章 冲量测量和误差分析方法 108
4.1 脉冲力作用下系统响应 108
4.1.1 脉冲力作用下系统响应分析 108
4.1.2 脉冲力作用下系统响应特点 109
4.2 冲量瞬间作用模型的误差分析 115
4.2.1 冲量模型误差分析 116
4.2.2 应用举例 120
4.3 冲量测量的误差分析方法 121
4.3.1 冲量噪声误差分析 122
4.3.2 冲量模型误差与冲量噪声误差的合成 125
4.3.3 应用举例 126
4.4 测量系统的基本要求 132
4.4.1 振动频率 132
4.4.2 小扭转角条件 133
4.4.3 测量精度 133
4.4.4 测量系统的初步设计 134
4.4.5 应用举例 136
参考文献 139
第5章 推力测量和误差分析方法 140
5.1 推力积分方程反向计算问题 140
5.1.1 问题的提出 140
5.1.2 问题的难点 142
5.2 推力积分方程的数值积分离散化方法 143
5.2.1 推力积分方程和总冲积分方程 143
5.2.2 复化求积离散化方法 144
5.3 推力积分方程的反向计算方法 145
5.3.1 推力的复化梯形计算方法 145
5.3.2 推力的复化辛普森计算方法 146
5.3.3 计算分析 149
5.4 总冲积分方程的反向计算方法 152
5.4.1 总冲的复化梯形计算方法 152
5.4.2 总冲的复化辛普森计算方法 153
5.4.3 计算分析 156
5.5 推力离散化线性方程组的矩阵表示 160
5.5.1 离散化线性方程组的矩阵表示 160
5.5.2 下三角矩阵的求逆方法 161
5.6 推力离散化线性方程组的病态特性 162
5.6.1 病态方程组的概念 162
5.6.2 推力离散化线性方程组为严重病态 163
5.7 推力反向计算的截断误差分析方法 164
5.7.1 推力截断误差的影响因素 164
5.7.2 推力截断误差的分析方法 165
5.7.3 计算分析 166
5.8 推力反向计算的噪声误差分析方法 170
5.8.1 推力噪声误差的分析方法 170
5.8.2 计算分析 172
5.9 推力反向计算的平滑降噪优化方法 174
5.9.1 平滑降噪优化的思路 174
5.9.2 平滑降噪优化的技术路线 176
5.9.3 平滑降噪优化方法 178
5.9.4 应用举例 184
5.10 推力测量系统的基本设计要求 194
5.10.1 振动频率 194
5.10.2 小扭转角条件 195
5.10.3 测量系统的初步设计 195
5.10.4 应用举例 196
参考文献 198
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