由于半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺(tái)的體積小、重量輕、成本低，其已成為導(dǎo)引頭技術(shù)的研究重點(diǎn)，并且對(duì)其穩(wěn)定與跟蹤精度的要求越來(lái)越高。為提高其穩(wěn)定與跟蹤精度，本文針對(duì)某半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺(tái)，在對(duì)半捷聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及穩(wěn)定機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，討論了影響穩(wěn)定平臺(tái)精度的各項(xiàng)誤差來(lái)源，并對(duì)誤差的作用規(guī)律、誤差建模、參數(shù)標(biāo)定與誤差補(bǔ)償?shù)葐?wèn)題展開(kāi)了深入的分析與探討。論文首先基于李群李代數(shù)理論，結(jié)合半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺(tái)結(jié)構(gòu)，采用局部指數(shù)積方法描述框架姿態(tài)關(guān)系，并詳細(xì)討論了彈體與穩(wěn)定平臺(tái)框架間的速度與加速度間的耦合關(guān)系，同時(shí)給出了光軸在慣性空間的穩(wěn)定方程，討論了兩種半捷聯(lián)穩(wěn)定方案的優(yōu)缺點(diǎn)。在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用繞動(dòng)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)量矩定理，建立了半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺(tái)俯仰軸與偏航軸的動(dòng)力學(xué)方程，其中包含慣量耦合力矩與框架質(zhì)量不平衡力矩的具體數(shù)學(xué)模型。針對(duì)半捷聯(lián)導(dǎo)引頭穩(wěn)定平臺(tái)，對(duì)框架最大角速度與角加速度、慣量耦合力矩以及質(zhì)量不平衡力矩進(jìn)行數(shù)值仿真分析，為高精度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。在分析半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺(tái)各項(xiàng)誤差源的基礎(chǔ)上，根據(jù)多體系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差建模理論建立了光軸指向誤差模型；通過(guò)Matlab計(jì)算，分析了各項(xiàng)誤差對(duì)光軸... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：124 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

半捷聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)在導(dǎo)彈中的應(yīng)用

圖 2.1 光電穩(wěn)定平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖2.3 半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析2.3.1 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)2.3.1.1 齊次坐標(biāo)變換在對(duì)空間物體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析時(shí)，描述運(yùn)動(dòng)的方法有很多。例如 PIOGRA圖[51]、齊次坐標(biāo)變換法[59]、D-H 變換法[90]、空間矢量鏈法[111]等。其中較基本方法是齊次坐標(biāo)變換法。在描述空間物體的位姿或運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般將其看作剛體來(lái)處理。三維空間中剛體的位姿由固聯(lián)在剛體上的坐標(biāo)系在空間中的位置與姿態(tài)來(lái)描述。如圖 2.2 示，描述剛體 1 位姿的坐標(biāo)系，由三個(gè)相互垂直的單位向量所規(guī)定，其Tx y z n n n n 表示1 1O X 軸相對(duì)基坐標(biāo)系的 3 個(gè)方向矢量，x y z o o o o表示1 1O Y 軸相對(duì)基坐標(biāo)系的 3 個(gè)方向矢量，Tx y z a a a a 表示1 1O Z 軸相對(duì)

圖 2.9 角速度補(bǔ)償穩(wěn)定原理由上述分析可知，角位置補(bǔ)償方法不需要對(duì)角度測(cè)量值進(jìn)行微分，但是取彈體姿態(tài)角的積分算法，容易產(chǎn)生誤差累積，因此要求具有較高測(cè)量性測(cè)量器件，并且算法較復(fù)雜。角速度補(bǔ)償方法是角速率陀螺穩(wěn)定平臺(tái)代方法，即用彈體角速度與框架角速度的信息融合代替原來(lái)速率陀螺的測(cè)，這種方案算法簡(jiǎn)單，可以直接提取視線角速率，但是需要對(duì)框架角位分，在測(cè)速噪聲較大時(shí)，將給框架速度環(huán)引入微分噪聲。 本章小結(jié)本章介紹了兩軸雙框架半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺(tái)的基本組成，研究了穩(wěn)定平學(xué)機(jī)理。在建立的系統(tǒng)坐標(biāo)系下，分析了穩(wěn)定平臺(tái)框架的角位置、角速速度，在此基礎(chǔ)上，討論了平臺(tái)的半捷聯(lián)穩(wěn)定機(jī)理以及比較了角位置補(bǔ)度補(bǔ)償兩種半捷聯(lián)穩(wěn)定方案的優(yōu)缺點(diǎn)。本章為后續(xù)動(dòng)力學(xué)建模與平臺(tái)誤差分析等打下了基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3132632