三軸仿真轉(zhuǎn)臺動(dòng)力學(xué)分析與控制器設(shè)計(jì).pdf

1、三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺作為導(dǎo)彈等飛行器研制過程中進(jìn)行地面半實(shí)物仿真的高精尖關(guān)鍵設(shè)備，其性能優(yōu)劣直接影響我國導(dǎo)彈研制水平。其主要的性能指標(biāo)可用“高頻響、超低速、寬調(diào)速、高精度”來概括。其中高頻響就是要提高轉(zhuǎn)臺的快速性，使轉(zhuǎn)臺能較好地復(fù)現(xiàn)快變信號。本文就是從機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制器設(shè)計(jì)兩方面著手來提高轉(zhuǎn)臺的快速性能。
　　論文在查閱了國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，綜述了仿真轉(zhuǎn)臺的發(fā)展概況以及仿真轉(zhuǎn)臺的一些關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)介紹了提高快速性的研究進(jìn)展，并對轉(zhuǎn)臺

2、快速性的影響因素進(jìn)行了分析。
　　本文對三軸仿真轉(zhuǎn)臺的內(nèi)、中、外三框軸系分別建立合理的三維模型。計(jì)算了圓錐滾子軸承的剛度，并對圓錐滾子軸承進(jìn)行簡化，以適用于轉(zhuǎn)臺軸系的有限元分析。然后對轉(zhuǎn)臺三個(gè)軸系分別進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。在此基礎(chǔ)上，指出了影響轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)剛度的薄弱環(huán)節(jié)。
　　對中框不同姿態(tài)下的外框軸系分別建模分析，找到使外框軸系動(dòng)態(tài)剛度最差的中框姿態(tài)。按照一階固有頻率8倍于頻寬要求的指標(biāo)對外框軸系進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使外框軸系的一階固

3、有頻率提高到62.895Hz，而重量和繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣
　　量都有所下降。使轉(zhuǎn)臺機(jī)械結(jié)構(gòu)更加合理。對主要設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行靈敏度分析，指出尺寸變化對轉(zhuǎn)臺一階固有頻率、質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響。
　　通過對轉(zhuǎn)臺各框軸系單通道全工位輸入掃頻信號和功率譜分析的方法，獲得了各框頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)集。應(yīng)用定量反饋理論對各框設(shè)計(jì)控制器。
　　編寫控制程序，對三軸仿真轉(zhuǎn)臺進(jìn)行跟蹤正弦信號和斜坡信號的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)表明設(shè)計(jì)的控制器能夠較好地滿足轉(zhuǎn)臺快