本文關(guān)鍵詞：飛行仿真三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的靜動(dòng)力學(xué)分析

  更多相關(guān)文章： 三軸轉(zhuǎn)臺(tái) 靜力學(xué)分析 模態(tài)分析 諧響應(yīng)分析 動(dòng)力學(xué)耦合

【摘要】：飛行仿真三軸轉(zhuǎn)臺(tái)是用于在地面模擬飛行器飛行姿態(tài)的關(guān)鍵設(shè)備，能夠模擬飛行器在飛行時(shí)的翻滾、俯仰和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的性能好壞將直接影響到模擬結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性，對(duì)導(dǎo)彈、飛機(jī)等飛行器的實(shí)際研制工作有具大的影響。因此為研制更高精度、性能更好的飛行器，對(duì)仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的研制要求也在逐步提高。 本文從飛行仿真三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的靜、動(dòng)態(tài)性能出發(fā)，按照仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要求制定設(shè)計(jì)方案。應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS Workbench(AWB)對(duì)所設(shè)計(jì)的仿真轉(zhuǎn)臺(tái)三維模型進(jìn)行了靜、動(dòng)力學(xué)分析，并對(duì)內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)、中環(huán)結(jié)構(gòu)和外環(huán)結(jié)構(gòu)三個(gè)軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的彼此之間的動(dòng)力學(xué)耦合進(jìn)行了解耦工作，以便能夠設(shè)計(jì)出具有更高精度和可靠性的仿真轉(zhuǎn)臺(tái)。 本論文主要進(jìn)行了以下工作： 首先，本文依據(jù)仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的基本靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的對(duì)仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)械臺(tái)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇了仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式、驅(qū)動(dòng)方式、負(fù)載安裝方式，并通過查閱資料選擇了合適的各軸框架材料，制定了合適的截面方案。同時(shí)對(duì)仿真轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)、中環(huán)結(jié)構(gòu)和外環(huán)結(jié)構(gòu)的主要力學(xué)載荷進(jìn)行了計(jì)算，選擇了仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的軸承和電機(jī)等標(biāo)準(zhǔn)件等，軸承采用SKF公司雙列角接觸球軸承、深溝球軸承和單向推力球軸承，電機(jī)采用的是成都精密電機(jī)廠的永磁直流力矩電動(dòng)機(jī)。最后選擇選用KUEBLERCHINA庫佰勒5888多圈絕對(duì)式光柵編碼器和ADIS16355型MEMS慣性傳感器作為仿真轉(zhuǎn)臺(tái)在工作過程中的速度、加速度與位置的檢測元器件。 其次，，建立了仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的有限元模型，對(duì)仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)、中環(huán)結(jié)構(gòu)同時(shí)處于水平位置、同時(shí)處于豎直位置以及在任意位置時(shí)分別進(jìn)行了靜力學(xué)分析，得到內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)、中環(huán)結(jié)構(gòu)處于不同位置時(shí)各軸框架的變形云圖。得知仿真轉(zhuǎn)臺(tái)在靜力條件下的變形較大處主要發(fā)生在外框結(jié)構(gòu)U型框架的拐角處。 再次，為獲得仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的動(dòng)態(tài)特性，對(duì)仿真轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析。其中對(duì)仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的模態(tài)分析的過程，除了對(duì)仿真轉(zhuǎn)臺(tái)整體模型進(jìn)行了模態(tài)分析外，對(duì)內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)、中環(huán)結(jié)構(gòu)和外環(huán)結(jié)構(gòu)分別單獨(dú)進(jìn)行了模態(tài)分析。得到了仿真轉(zhuǎn)臺(tái)幾種情況下的一至六階模態(tài)頻率、模態(tài)振形和諧響應(yīng)頻率。 最后，為了獲得較為方便的控制方案，建立了仿真轉(zhuǎn)臺(tái)三個(gè)軸結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用解耦定理對(duì)仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了解耦設(shè)計(jì)。得到了仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的狀態(tài)方程，經(jīng)MATLAB驗(yàn)證其是完全解耦的。
【關(guān)鍵詞】：三軸轉(zhuǎn)臺(tái) 靜力學(xué)分析 模態(tài)分析 諧響應(yīng)分析 動(dòng)力學(xué)耦合
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V211
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的背景及意義11
• 1.2 國內(nèi)外仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展概況11-16
• 1.2.1 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的國外發(fā)展概況11-15
• 1.2.2 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的國內(nèi)發(fā)展概況15-16
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容16-19
• 第2章 三軸轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19-33
• 2.1 飛行仿真三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的技術(shù)指標(biāo)19-20
• 2.2 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-24
• 2.2.1 結(jié)構(gòu)形式20-22
• 2.2.2 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)材料的選擇22-23
• 2.2.3 驅(qū)動(dòng)方式23-24
• 2.2.4 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)目標(biāo)負(fù)載的安裝方式24
• 2.3 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)軸承的選型24-26
• 2.4 轉(zhuǎn)臺(tái)主要計(jì)算載荷及驅(qū)動(dòng)電機(jī)計(jì)算26-30
• 2.4.1 內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)的計(jì)算載荷及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇26-27
• 2.4.2 中環(huán)結(jié)構(gòu)的計(jì)算載荷及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇27-28
• 2.4.3 外環(huán)構(gòu)的計(jì)算載荷及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇28-30
• 2.5 測量與檢測裝置30-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 靜力學(xué)仿真分析33-43
• 3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析基礎(chǔ)33-34
• 3.2 飛行仿真三軸轉(zhuǎn)臺(tái)有限元建模34-37
• 3.2.1 整機(jī)模型簡化34-35
• 3.2.2 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的材料屬性設(shè)定35
• 3.2.3 結(jié)合面處理35-36
• 3.2.4 飛行仿真三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的網(wǎng)格劃分36-37
• 3.2.5 約束與載荷添加37
• 3.3 飛行仿真三軸轉(zhuǎn)臺(tái)靜力學(xué)分析37-40
• 3.4 本章小結(jié)40-43
• 第4章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析43-55
• 4.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)43
• 4.2 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的模態(tài)分析43-53
• 4.2.1 模態(tài)分析基礎(chǔ)43-44
• 4.2.2 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的模態(tài)分析44-53
• 4.3 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的諧響應(yīng)分析53-54
• 4.3.1 諧響應(yīng)分析基礎(chǔ)53
• 4.3.2 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的諧響應(yīng)分析53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 動(dòng)力學(xué)解耦設(shè)計(jì)55-69
• 5.1 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的數(shù)學(xué)模型55-62
• 5.1.1 各軸空間相對(duì)坐標(biāo)系的建立55-58
• 5.1.2 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的動(dòng)力學(xué)耦合方程58-59
• 5.1.3 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的數(shù)學(xué)模型59-62
• 5.2 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的解耦設(shè)計(jì)62-65
• 5.2.1 解耦定理62
• 5.2.2 逆系統(tǒng)方法62-63
• 5.2.3 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的解耦設(shè)計(jì)63-65
• 5.3 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的解耦驗(yàn)證65-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第6章 結(jié)論與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 在學(xué)期間獲得的成果和參與項(xiàng)目76-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃衛(wèi)權(quán);劉文佳;;三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)耦合問題的研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2009年01期

2 呂強(qiáng);劉峰;王珂珂;王東來;;三軸慣性傳感器ADIS16355在姿態(tài)檢測中的應(yīng)用[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2010年09期

3 童中翔,王曉東;飛行仿真技術(shù)的發(fā)展與展望[J];飛行力學(xué);2002年03期

4 李杰;;精密光電跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)框架的靜動(dòng)態(tài)特性分析[J];光電工程;2010年01期

5 郭陽寬,李玉和,李慶祥,彭海成,王亮,段瑞玲;利用模態(tài)技術(shù)分析伺服轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)框架設(shè)計(jì)的合理性[J];工具技術(shù);2004年11期

6 孫彪;;基于ADIS16355 MEMS的慣性測量組件系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電子設(shè)計(jì)工程;2010年01期

7 劉延斌;金光;何惠陽;;三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)模型建立及解耦控制研究[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年03期

8 李碧政;三軸轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)模態(tài)分析與試驗(yàn)[J];航空精密制造技術(shù);1999年01期

9 郭洪杰;;裝配仿真技術(shù)在飛機(jī)并行設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用[J];航空制造技術(shù);2009年24期

10 劉正華,爾聯(lián)潔,徐春梅;三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)有限元分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2002年05期

本文編號(hào)：1052628