位姿仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、三軸轉(zhuǎn)臺(tái)是飛行器及地面半實(shí)物仿真的關(guān)鍵設(shè)備,它可以模擬飛行器及宇航員在空間飛行時(shí)方位、俯仰、橫滾等姿態(tài)的運(yùn)動(dòng)。作為一種高精度的半實(shí)物仿真設(shè)備,三軸轉(zhuǎn)臺(tái)廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海等領(lǐng)域中。飛行器在太空中不可避免的遇到各種意外,在遭遇意外的的情況下,宇航員的運(yùn)動(dòng)軌跡將會(huì)發(fā)生急劇變化,此時(shí)宇航員的頭部將是意外環(huán)境中薄弱環(huán)節(jié),因此宇航員的頭部是保護(hù)的重點(diǎn),制造頭部的防護(hù)裝置需要了解頭部在各種環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)軌跡,即頭部的受力數(shù)據(jù),三軸轉(zhuǎn)臺(tái)可以在地面

2、實(shí)驗(yàn)室模擬相似環(huán)境下頭部的運(yùn)動(dòng)軌跡。三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的仿真數(shù)據(jù)直接影響到防護(hù)用具的研制與加工。仿真數(shù)據(jù)是制造宇航員防護(hù)用具的依據(jù),三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的仿真數(shù)據(jù)直接關(guān)系到飛行器中的飛行員的生命安全。研制的仿真設(shè)備很多,但用于仿真數(shù)據(jù)驗(yàn)證的設(shè)備卻不多。因此,設(shè)計(jì)一套集模擬仿真、數(shù)據(jù)輸出和數(shù)據(jù)驗(yàn)證于一體的空間目標(biāo)位姿仿真平臺(tái)非常重要。
　　 本文根據(jù)三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的模擬仿真原理和攝像機(jī)拍攝位姿的可靠性設(shè)計(jì)了一套地面實(shí)驗(yàn)室的仿真設(shè)備。
　　 首先設(shè)計(jì)了

3、一套用于仿真的三軸轉(zhuǎn)臺(tái),而后利用UG軟件建立了三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的三維實(shí)體模型,并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真,驗(yàn)證三個(gè)框架運(yùn)動(dòng)性能及整體平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)性能。同時(shí)利用ANSYS軟件對(duì)三軸轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行有限元分析,并設(shè)計(jì)一套攝像機(jī)拍攝裝置,對(duì)模擬目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行拍攝跟蹤。控制系統(tǒng)依據(jù)攝像機(jī)拍攝的數(shù)據(jù)對(duì)三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。
　　 其次對(duì)空間目標(biāo)位姿仿真平臺(tái)的機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。對(duì)三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新,提高了轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)精度,