本文關鍵詞：天線測試轉臺的結構設計及對準誤差分析

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【摘要】：天線測試轉臺用于完成天線遠場的測試任務,是一種重要的仿真測試設備�？梢阅M天線橫滾、俯仰、方位等各種姿態(tài)變化。在航空航天、通訊技術和科研等領域上都有廣泛的應用。測試系統(tǒng)中,發(fā)射端轉臺和接收端轉臺的對準對天線測試起著極其重要的作用,測試轉臺性能的高低直接關系到仿真和試驗結果的準確性,是保證天線精度和性能的基礎。根據(jù)天線遠場測試轉臺技術要求,完成天線測試轉臺的總體結構設計,及利用多體運動學理論進行誤差建模分析。首先,本文著重于天線測試轉臺總體結構的設計和動力學分析研究。根據(jù)天線遠場測試系統(tǒng)技術要求,完成測試轉臺總體結構設計,包括驅(qū)動元件及驅(qū)動方式的選擇、測角/位移元件的選擇,速率精度的控制,重要元件加工工藝性的設計以及基于有限元分析理論,進行結構強度、剛度校核及變形分析。其次,需要完成天線測試轉臺的優(yōu)化設計。利用ANSYS軟件的Workbench模塊,對測試轉臺進行優(yōu)化設計,包括對接收端U型架目標驅(qū)動優(yōu)化設計和尼龍立柱拓撲優(yōu)化設計。驅(qū)動優(yōu)化設計可以實現(xiàn)多個目標函數(shù)同時優(yōu)化,實現(xiàn)更加復雜的運算;保證轉臺穩(wěn)定性和精度要求。拓撲優(yōu)化以最大剛度為目標函數(shù),尋求最佳結構質(zhì)量去除方案。再次,天線測試轉臺的誤差建模分析。依據(jù)天線測試轉臺的結構和工作原理,基于多體系統(tǒng)運動學理論來描述天線測試轉臺的對準誤差,包括轉臺輸出軸線相對于基準的線性誤差和角誤差。利用Matlab構建系統(tǒng)的誤差模型,分析各個誤差源對測試轉臺對準誤差的影響。根據(jù)測試轉臺的工作原理,對測試轉臺的對準誤差測試方法進行探討。
【關鍵詞】：天線測試轉臺 機械結構 優(yōu)化 誤差建模 對準
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN820
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章. 緒論8-14
• 1.1 課題研究的背景和意義8-9
• 1.2. 國內(nèi)外在相關領域的研究現(xiàn)狀及分析9-11
• 1.2.1 國外測試轉臺技術研究狀況9-10
• 1.2.2 國內(nèi)測試轉臺研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 有限元法及優(yōu)化設計在轉臺中的應用11-12
• 1.4 國內(nèi)外對準技術的研究狀況12-13
• 1.5 主要研究內(nèi)容13-14
• 第2章. 天線測試轉臺總體結構設計14-25
• 2.1 天線測試轉臺結構特點與技術要求14-15
• 2.1.1 天線測試轉臺的結構特點14
• 2.1.2 天線測試轉臺技術要求14-15
• 2.2 結構設計15-19
• 2.2.1 接收端15
• 2.2.2 軸系設計15-17
• 2.2.3 發(fā)射端17-18
• 2.2.4 驅(qū)動結構設計18-19
• 2.2.5 工件加工工藝性設計19
• 2.3 天線測試轉臺的速率精度和平穩(wěn)性19-21
• 2.3.1 速率精度的測試方法20
• 2.3.2 速率的平穩(wěn)性20-21
• 2.3.3 影響速率精度和平穩(wěn)性因素及采取的措施21
• 2.4 尼龍立柱靜態(tài)結構分析21-22
• 2.5 U型架模態(tài)分析22-24
• 2.6 本章小結24-25
• 第3章. 天線測試轉臺關鍵部件的優(yōu)化設計25-36
• 3.1 機械優(yōu)化設計理論25-27
• 3.1.1 機械優(yōu)化設計數(shù)學模型25-26
• 3.1.2 機械優(yōu)化方法的選擇26-27
• 3.2 天線測試轉臺目標驅(qū)動優(yōu)化設計27-32
• 3.2.1 目標驅(qū)動優(yōu)化設計的步驟27
• 3.2.2 優(yōu)化模型的建立27-28
• 3.2.3 優(yōu)化過程及結果分析28-32
• 3.3 尼龍立柱拓撲優(yōu)化設計32-35
• 3.3.1 拓撲優(yōu)化理論知識32
• 3.3.2 優(yōu)化模型的建立32-33
• 3.3.3 優(yōu)化過程及結果分析33-35
• 3.4 本章小結35-36
• 第4章. 天線測試轉臺的精度建模36-61
• 4.1 多體系統(tǒng)運動學基本理論36-42
• 4.1.1 多體系統(tǒng)的拓撲結構36-37
• 4.1.2 拓撲機構低序體陣列37-38
• 4.1.3 多體系統(tǒng)相鄰體理想變換矩陣38-40
• 4.1.4 多體系統(tǒng)相鄰體實際變換矩陣40-42
• 4.2 天線測試轉臺坐標系的建立42-45
• 4.2.1 接收端坐標系的建立42-44
• 4.2.2 發(fā)射端坐標系的建立44-45
• 4.3 建立誤差模型45-49
• 4.3.1 建立姿態(tài)誤差模型45-47
• 4.3.2 建立位置誤差模型47-49
• 4.4 對準姿態(tài)誤差仿真分析49-53
• 4.4.1 回轉角度對對準姿態(tài)誤差的影響49-50
• 4.4.2 各個誤差對對準姿態(tài)誤差的影響50-53
• 4.5 對準位置誤差仿真分析53-57
• 4.5.1 各軸位移量對對準位置誤差的影響53-54
• 4.5.2 各單項誤差對對準位置誤差的影響54-57
• 4.6 基于多體系統(tǒng)理論誤差分析的意義57-58
• 4.7 天線測試轉臺對準誤差測試方法的研究58-60
• 4.8 本章小結60-61
• 結論61-62
• 參考文獻62-66
• 致謝66

【參考文獻】

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本文編號：820875