半球形重載穩(wěn)定平臺研究.pdf

1、傳統(tǒng)穩(wěn)定平臺多因機械強度不足、驅(qū)動力小等原因無法滿足承載重型負載的設(shè)計要求?；趯鹘y(tǒng)的串聯(lián)穩(wěn)定平臺和并聯(lián)穩(wěn)定平臺性能特點的研究，為滿足重型艦載武器裝備對穩(wěn)定平臺承載技術(shù)指標的要求，本文提出一種半球形重載穩(wěn)定平臺系統(tǒng)設(shè)計方案。半球形重載穩(wěn)定平臺能夠在承載重型艦載武器設(shè)備的同時，能夠隔離艦艇的橫搖、縱搖運動產(chǎn)生的干擾。本文主要圍繞半球形重載穩(wěn)定平臺隔離擾動原理、元器件選擇、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、有限元靜力分析、系統(tǒng)建模仿真等方面展開研究。

2、　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)國內(nèi)外傳統(tǒng)穩(wěn)定平臺的發(fā)展狀況，總結(jié)傳統(tǒng)穩(wěn)定平臺的特點與不足。根據(jù)重載穩(wěn)定平臺的性能要求，提出了一種半球形重載穩(wěn)定平臺系統(tǒng)設(shè)計方案。⑵根據(jù)半球形重載穩(wěn)定平臺對驅(qū)動能力的要求，采用基于高速電磁開關(guān)閥的數(shù)字式液壓馬達作為半球形重載穩(wěn)定平臺的驅(qū)動元件。為了提高半球形重載穩(wěn)定平臺的穩(wěn)定精度，采用光纖陀螺儀作為半球形重載穩(wěn)定平臺的慣性測量元件。鑒于半球形重載穩(wěn)定平臺屬于無實際轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定平臺且工作環(huán)境存在油污污染情況，采用

3、改裝過的磁柵尺作為半球形重載穩(wěn)定平臺的角度測量元件。⑶機械結(jié)構(gòu)設(shè)計是半球形重載穩(wěn)定平臺設(shè)計的基礎(chǔ)，需設(shè)計的機械結(jié)構(gòu)主要包括半球形機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、預緊固定裝置、限位保護裝置、液壓支撐減震裝置。根據(jù)半球形重載穩(wěn)定平臺對機械結(jié)構(gòu)強度的要求，分別對半球形橫滾機構(gòu)、半球形傳動機構(gòu)和半球形俯仰機構(gòu)進行有限元靜力分析，并對不理想的部分進行改進。⑷對半球形重載穩(wěn)定平臺的各半球形機構(gòu)之間的力矩耦合現(xiàn)象進行分析。確定半球形重載穩(wěn)定平臺的穩(wěn)定方案為：位置環(huán)、

4、速率外環(huán)與速率內(nèi)環(huán)結(jié)合構(gòu)成的三閉環(huán)穩(wěn)定方案。分別建立光纖陀螺、磁柵尺、測速電機和數(shù)字式液壓馬達的數(shù)學模型，并根據(jù)半球形重載穩(wěn)定平臺的三閉環(huán)穩(wěn)定方案，建立半球形重載穩(wěn)定平臺穩(wěn)定方案的速率內(nèi)環(huán)穩(wěn)定回路、速率外環(huán)穩(wěn)定回路、位置環(huán)穩(wěn)定回路的數(shù)學模型。⑸通過分析未校正的半球形重載穩(wěn)定平臺的性能，分別通過SISOTOOL設(shè)計速率內(nèi)環(huán)校正控制器GIV、速率外環(huán)校正控制器GOV和位置環(huán)校正控制器GP。通過Simulink得到半球形重載穩(wěn)定平臺的仿真圖，