本文關(guān)鍵詞：搖臂式懸架月球車平順性優(yōu)化分析

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【摘要】：月面探測車的研究從上世紀開始研究,到現(xiàn)在各國航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展,一直都是各個國家在航空探測方面研發(fā)的重點。其關(guān)鍵技術(shù)中的懸架的結(jié)構(gòu)一直以來都是研究的熱點,同時也是難點,尤其是在復雜月面環(huán)境下懸架性能優(yōu)化更是難以突破。本文就是基于搖臂式月球車懸架,針對月面環(huán)境下的典型的路面進行月球車的平順性性能優(yōu)化,主要內(nèi)容如下：(1)月球車在進行探測和移動時,月球車懸架的結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。搖臂式懸架在鉸接點和性能穩(wěn)定性方面具有良好的性能。本文選取典型的的搖臂式懸架做為分析對象,對月球車進行參數(shù)化分析,利用月球車在移動過程中坐標系的變換建立月球車的運動參數(shù)方程,基于月球車的對稱性特點進行單側(cè)分析優(yōu)化,能夠有效的減少參數(shù)的設(shè)置,便于分析和仿真。(2)對于參數(shù)化后的月球車模型,對月球車著陸點附近的月面環(huán)境進行分析,月球車探測任務(wù)主要在平坦和崎嶇的月面進行,對月面環(huán)境的重建時,針對月面環(huán)境的特殊性,對月面采用了多種路面的方法,此法可以有效的進行月面環(huán)境的模擬和仿真。(3)本文基于二次規(guī)劃優(yōu)化方法,對目標函數(shù)進行優(yōu)化。并且提出了月球車在典型路面下的月球車平順性性能的仿真指標,并將車輛的平順性能作為整車評價進行優(yōu)化。通過車輛平順性的單指標進行尋優(yōu),最后采用綜合多指標的方法對車體的平順性評價,經(jīng)過多次迭代尋優(yōu),得到了優(yōu)化后的最優(yōu)目標值。最后,對優(yōu)化后的月球車的越障性能和爬坡性能進行了驗證,證明優(yōu)化后的月球車具有良好的移動和越障性能。
【關(guān)鍵詞】：月球車 搖臂式懸架 平順性 優(yōu)化
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V476.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 課題研究背景和意義9-12
• 1.1.1 課題研究背景9-10
• 1.1.2 月球車懸架系統(tǒng)的研究意義10-12
• 1.2 月球車/行星探測機器人的發(fā)展與應(yīng)用12-13
• 1.3 國內(nèi)外月球車懸架研究現(xiàn)狀13-19
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4 本文主要開展的研究工作19-21
• 2 月球車參數(shù)模型21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 搖臂月球車參數(shù)21-23
• 2.2.1 搖臂探測車基本結(jié)構(gòu)21-22
• 2.2.2 搖臂懸架設(shè)計參數(shù)表示22-23
• 2.3 坡度穩(wěn)定性參數(shù)模型23-25
• 2.3.1 穩(wěn)定角定義24
• 2.3.2 車體縱向和橫向穩(wěn)定性模型24-25
• 2.4 月球車幾何通過性參數(shù)25-27
• 2.4.1 最小離地間隙25-26
• 2.4.2 主副搖臂鉸接點最小高度26-27
• 2.5 月球車運動學參數(shù)模型27-30
• 2.5.1 搖臂懸架的運動參數(shù)27-29
• 2.5.2 輪地接觸坐標系參數(shù)29-30
• 2.5.3 車體位姿方程30
• 2.6 小結(jié)30-32
• 3 月球車動力學仿真分析32-43
• 3.1 引言32-33
• 3.2 月面模型的建立33-35
• 3.2.1 月表環(huán)境因素33-34
• 3.2.2 探測車的運動工況34-35
• 3.3 月球車模型的建立35-39
• 3.3.1 探測車的移動性能評價參數(shù)35
• 3.3.2 月面探測車輛設(shè)計技術(shù)要求35-37
• 3.3.3 月球車運動部件之間的模型參數(shù)設(shè)定37-38
• 3.3.4 月球車系統(tǒng)參數(shù)測量38-39
• 3.3.5 整車驅(qū)動控制模型39
• 3.4 仿真分析39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 4 月球車懸架桿件優(yōu)化分析43-61
• 4.1 引言43
• 4.2 懸架設(shè)計參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型43-46
• 4.2.1 優(yōu)化問題分析和優(yōu)化準則43-44
• 4.2.2 優(yōu)化參數(shù)的選取44-45
• 4.2.3 設(shè)計變量選取45
• 4.2.4 約束條件45-46
• 4.3 基于整車平順性的目標函數(shù)選取46-51
• 4.3.1 整車平順性的評價指標46-47
• 4.3.2 平順性指標的選取47-49
• 4.3.3 目標函數(shù)的確立49-51
• 4.4 優(yōu)化算法的選取51-54
• 4.4.1 序列二次規(guī)劃算法51-52
• 4.4.2 模擬月面的建立52-53
• 4.4.3 敏感度的計算53
• 4.4.4 單指標的優(yōu)化53-54
• 4.5 優(yōu)化結(jié)果分析54-60
• 4.5.1 優(yōu)化結(jié)果分析54
• 4.5.2 單變量參數(shù)尋優(yōu)過程數(shù)據(jù)分析54-59
• 4.5.3 多變量參數(shù)尋優(yōu)過程數(shù)據(jù)分析59-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 5. 基于仿真環(huán)境下的移動性能分析61-72
• 5.1 引言61
• 5.2月球車的其它性能評價指標61-68
• 5.3月球車坡路工況通過性分析68-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻74-77
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況77-78
• 致謝78-79

【共引文獻】

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本文編號：541667