發(fā)布時間：2020-05-07 02:51

【摘要】：慣性穩(wěn)定平臺系統(tǒng)是無人載體進行自主導航的關鍵設備,其為導航處理器提供載體相對于慣性空間的角度和加速度等物理信息,對某些戰(zhàn)略性武器的落點精度起到了決定性作用~([1])。其中,三框架四軸慣性穩(wěn)定平臺可以適應全姿態(tài)的機動場景,但其機構復雜,算法繁瑣,需要大量的實驗對其實現(xiàn)效果進行驗證。在三框架四軸慣性平臺系統(tǒng)的研發(fā)和測試中,獲得產(chǎn)品在不同條件下反應狀態(tài)的途徑,主要是通過對實際產(chǎn)品操作來進行試驗和狀態(tài)模擬得到的~([2])。這種方式往往會需要大量的時間對產(chǎn)品測試實驗并收集數(shù)據(jù),這樣不僅耗費資源且效率不高,還會發(fā)生不必要的產(chǎn)品損耗和風險。如果可以對產(chǎn)品進行數(shù)字建模,用虛擬模型代替真實產(chǎn)品來進行實驗,那么就可以便捷高效地獲得擬真模擬測試數(shù)據(jù)。而對于平臺系統(tǒng)的虛擬仿真多半集中在控制環(huán)節(jié),目前并沒有完整的三框架四軸數(shù)字虛擬模型~([3])。因此,本文針對這一問題對三框架四軸慣性平臺進行了全方位的數(shù)字模型搭建和可視化仿真模擬,其中包含的環(huán)節(jié)有:軸系及框架物理模型、運動學模型、穩(wěn)定回路、調(diào)平回路、方位鎖定回路、粗鎖回路、溫控回路、讀寫交互系統(tǒng)、可視化操作界面。該虛擬數(shù)字平臺是利用Matlab和LabView聯(lián)合進行搭建的,其中通過前者的Simulink功能對基礎物理模型和控制環(huán)節(jié)進行了設計和優(yōu)化,通過后者對用戶交互界面進行了設計。在模型搭建和控制器設計過程中,為了保證虛擬平臺輸出結果的真實性,通過加入真實數(shù)據(jù)進行輔助控制和判別。在交互界面的設計過程中,同樣為了保持實際操作的擬真效果,該界面完全仿照真實的測試軟件操作方法和布局進行編寫。本文介紹了從模型搭建的算法推導,到虛擬平臺的程序搭建和界面設計等相關思路和方法,并通過不同的角度進行了實驗驗證。實驗證明,三框架四軸虛擬數(shù)字平臺基本可以較為真實的實現(xiàn)產(chǎn)品的功能和特性。
【學位授予單位】：中國運載火箭技術研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V249.3;V448

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本文編號：2652309