本文關鍵詞：基于六維并聯(lián)機構的空間多維微振動模擬器優(yōu)化設計

  更多相關文章： 空間微振動 Gough-Stewart平臺 動力學模型 固有頻率 結構設計

【摘要】：空間飛行器上搭載的多種設備,如制冷壓縮機、太陽帆板轉(zhuǎn)動機構、調(diào)姿陀螺等,會產(chǎn)生微小振動。這些微小振動具有頻帶分布寬、幅值小、形式復雜等特點,嚴重影響空間飛行器上光學遙感器的成像質(zhì)量。常見的解決辦法是對光學遙感器進行隔振。為了評估飛行器上隔振系統(tǒng)的有效性,需要進行大量的地面試驗,而開展這些工作的前提是能復現(xiàn)這些微小振動的頻譜特性。因此,設計一臺能復現(xiàn)具有不同頻譜特性的多維微小振動的模擬器是一個具有重大意義的課題。首先,開展了基于Gough-Stewart平臺的空間微振動模擬器動力學特性的研究。綜合考慮了驅(qū)動腿和鉸鏈的質(zhì)量屬性以及負載質(zhì)心與上平臺坐標系原點不重合時的特殊情況,建立了Gough-Stewart平臺的完整動力學模型,推導了求解微振動模擬器固有頻率及主振型的數(shù)學解析式。通過有限元仿真及實驗測試對單個驅(qū)動腿的軸向剛度進行了研究。同時,采用理論方法及有限元方法對第一代樣機的動力學特性進行了仿真分析。對微振動模擬器的固有頻率進行了實驗測試。仿真及測試結果顯示:三種方法得到的固有頻率及主振型一致性較好,固有頻率誤差值不超過5%,驗證了理論模型的準確性。結合空間多維微振動模擬器的性能指標及第一代樣機固有頻率的研究結果,得出了系統(tǒng)結構的優(yōu)化思路,對結構進行了改進設計。對驅(qū)動腿進行優(yōu)化設計,提高了驅(qū)動腿彈片的抗徑向傾覆能力,提高了鉸鏈等部件結構剛度,消除了上、下鉸鏈在平臺控制中引起的非線性問題;解決了第一代樣機驅(qū)動腿之間互相導電的問題。對第二代樣機模型進行了有限元建模仿真分析,同時進行了樣機實物的試驗測試,結果表明第二代樣機的結構設計達到了預期目標。
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH112

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本文編號：1247016