旋轉(zhuǎn)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)調(diào)制補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用于捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)而發(fā)展形成的,它可以在系統(tǒng)成本增加有限的情況下大幅度地提高慣導(dǎo)系統(tǒng)的精度。在結(jié)構(gòu)層面,旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)相較捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)多了一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)會(huì)相應(yīng)地動(dòng)剛度變差,環(huán)境動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力降低,不適應(yīng)慣導(dǎo)系統(tǒng)小型化輕量化的發(fā)展趨勢(shì)。模態(tài)分析是處理振動(dòng)問題的重要手段,圍繞其開展的各種動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)理論是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。在單軸旋轉(zhuǎn)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行振動(dòng)模態(tài)分析,有助于了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性和可能的變形方式,判斷結(jié)構(gòu)的性能缺陷和振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn),并可以進(jìn)一步開展優(yōu)化設(shè)計(jì),探尋最佳設(shè)計(jì)方案,以最大可能地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力的優(yōu)化、滿足小型化輕量化設(shè)計(jì)的需求。單軸旋轉(zhuǎn)式激光陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)是雙滾動(dòng)軸承支承的旋轉(zhuǎn)機(jī)械,連接狀態(tài)復(fù)雜,結(jié)構(gòu)中存在的非線性因素相互耦合,模態(tài)特性復(fù)雜,仿真建模難度大。本文基于模態(tài)理論、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)理論,探討單軸旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)一階模態(tài)的高精度、高效率模態(tài)仿真方法,為后續(xù)圍繞模態(tài)特性開展優(yōu)化設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。首先設(shè)計(jì)系統(tǒng)整機(jī)的模態(tài)試驗(yàn),將獲取的系統(tǒng)模態(tài)試驗(yàn)值作為模態(tài)仿真結(jié)果正確性的評(píng)判標(biāo)桿。其次,根據(jù)單軸旋轉(zhuǎn)式激光陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),探討單軸旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)有限元模型創(chuàng)建的難點(diǎn),并對(duì)模態(tài)仿真的誤差進(jìn)行了探討,確定了需要重點(diǎn)探究的方向。然后,開展單軸旋轉(zhuǎn)式激光陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)一階模態(tài)的高可信度、高效率的模態(tài)仿真研究。通過三種仿真方案的對(duì)比,將研究對(duì)象從支撐結(jié)構(gòu)部分逐步延展到滾動(dòng)軸承和旋轉(zhuǎn)部件上。并就結(jié)構(gòu)合理等效簡化、軸承的等效建模方法、如何合理引入轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)以表征旋轉(zhuǎn)力學(xué)行為、如何保證邊界條件接近真實(shí)情況以及軸承剛度非線性的影響等五個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了探究。最終確定的彈性元件模擬軸承的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)仿真方案的仿真結(jié)果與試驗(yàn)值十分靠近,偏差小于3Hz,符合度優(yōu)于90%。最后根據(jù)高可信度的模態(tài)仿真分析結(jié)果研究單軸旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的模態(tài)特性。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行部件分解,分別對(duì)支撐結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)部件進(jìn)行部件級(jí)模態(tài)仿真計(jì)算,了解各組部件的固有剛度特性,同時(shí)對(duì)兩者的耦合關(guān)系進(jìn)行分析。據(jù)此辨識(shí)出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),,并明確了未來單軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方向。
【學(xué)位單位】：中國艦船研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN96
【部分圖文】：

圖 1-1 旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)工作原理圖題背景和意義式慣導(dǎo)系統(tǒng)一經(jīng)問世，以其低成本、易實(shí)現(xiàn)、高精度、高可靠性的特導(dǎo)航技術(shù)研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注和青睞。目前，旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)先后發(fā)展形成三軸的三種方案。作為國內(nèi)主要的慣性導(dǎo)航技術(shù)研究所，我所也逐步系統(tǒng)的研制工作，研制開發(fā)了多款單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)和雙軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系式慣導(dǎo)系統(tǒng)的研制需要不斷研究和解決諸多技術(shù)難點(diǎn)和重點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)系統(tǒng)面臨著一些共性技術(shù)難點(diǎn)，如慣性儀表技術(shù)、慣性器件標(biāo)定與始對(duì)準(zhǔn)技術(shù)以及姿態(tài)更新技術(shù)等是。另一方面，旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)又有系統(tǒng)，原理上和結(jié)構(gòu)上具有一些新的特點(diǎn)，有其特有的技術(shù)重點(diǎn)和技面，旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)面臨的技術(shù)難題可以概括為以下兩點(diǎn)[11]：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一階模態(tài)的高可信度、高效率仿國內(nèi)外研究現(xiàn)狀perry 公司提出利用激光陀螺研制長時(shí)航海制了單軸旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)[3]，并進(jìn)行了相案來補(bǔ)償激光陀螺的漂移。由于磁鏡偏頻技術(shù)，成功研制了機(jī)抖激光陀螺單軸旋轉(zhuǎn)Mod3C 單軸旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)航系統(tǒng)，隨后又在 M軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)。這兩種型號(hào)的產(chǎn)品性能優(yōu)旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)[4]。

3 MK49 雙軸旋轉(zhuǎn)式激光陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的研制和生產(chǎn)過程中用到光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)。20務(wù)，并于 2004 年初完成測(cè)試和研制，2009 年第一套正式裝船的能夠抵消慣性器件所有相關(guān)誤差

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 孫楓;孫偉;;旋轉(zhuǎn)自動(dòng)補(bǔ)償捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)技術(shù)研究[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2010年01期

2 翁海娜;陸全聰;黃昆;張宇飛;楊功流;;旋轉(zhuǎn)式光學(xué)陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)方案設(shè)計(jì)[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào);2009年01期

3 謝濤,劉品寬,陳在禮;轉(zhuǎn)臺(tái)軸系軸承剛度矩陣的理論推導(dǎo)與數(shù)值計(jì)算[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年03期

本文編號(hào)：2818070