海上柔性并联平台空间动力学建模与分析

针对某海上螺旋副-虎克铰-球铰(HUS)柔性并联平台由快速稳定和大负载引起的支撑连杆弹性变形和负载瞄准位置偏差问题,进行了空间弹性动力学建模。采用模态函数和空间等截面梁单元模型对弹性连杆进行空间建模,基于虎克铰和球铰连接的连杆为两自由度空间运动,推导了空间单元坐标与系统坐标的两自由度转换矩阵,利用平台的运动学和动力学约束条件建立了HUS柔性并联平台的空间弹性动力学方程;运用Newmark方法对弹性动力学方程进行离散求解,分析了平台的弹性动力学响应和支撑连杆的最大动应力,并进行了动力学测试实验;进一步分析了弹性变形对负载瞄准精度的影响。研究结果表明：由弹性变形引起的支撑点最大位移为2.45 mm,且x轴明显大于y轴和z轴;由弹性角位移引起最大位置偏差为1.35 m. 实验结果与仿真结果一致,验证了数值建模的有效性。     

机动武器系统的含间隙动力学研究--下篇:系统仿真

本文把中篇建立的间隙铰模型引入多体系统动力学分析中,得到了一种处理含间隙多体系统动力学问题的一般方法.应用这种方法对机动武器的发射过程进行了原理性的仿真,验证了前面建立的碰撞模型和间隙模型,并分析了间隙对导弹运动状态的影响.导弹发射过程具有变拓扑的特点,本文方法提供了一种处理这类问题的思路.     

基于外部坐标测量的六自由度并联机构标定方法

针对六自由度并联机构校准精度问题,提出了一种基于外部坐标测量的标定方法。利用通用测量设备测量并联机构的位姿信息,构造一个统一度量的残差方程,其构造方式保证了所有几何参数的可辨识性,从而不再需要设计和加工专门用于标定的各种辅助机构和冗余传感器。在此基础上,通过对冗余方程组的优化求解,可以得到并联机构各参数的估计值,并用它们替代理想参数进行反解运算,实现误差补偿。仿真表明,此方法能够抑制测量噪声的影响,发挥并联机构不存在误差累积的特性,标定后并联机构校准精度能够达到测量噪声的量级。最后将此方法应用于实际设备的标定,经过误差补偿后其精度提高了5 倍以上。     

柔性旋转火箭发射时的弹-管间隙效应

本文研究了弹-管间隙存在的情况下柔性飞行器的发射动力学特性。提出了描述弹-管间隙效应的物理模型。根据横向弹。管相对位移确定火箭在发射中的运动和约束状况,通过变接触刚度模拟弹-管间的耦合反力和间隙作用。数值计算火箭瞬态动力学响应,分析了弹-管间隙对火箭运动姿态的影响。     

惯性平台减振系统动力学分析及其参数设计

建立了某型号平台减振系统的动力学模型,并对其进行了动力学分析.在此基础上,对减振器的参数进行了设计计算,为平台新型减振器的设计提供了理论依据.     

考虑自动机移动的两类机枪动力学模型研究

考虑自动机移动对系统动态特性的影响,是自动武器动力学仿真的难点。采用基于多柔体和非线性有限元方法,给出了两类机枪动力学模型,并对建模方法和模型精度进行分析,得出了对同一物理过程模拟的不同仿真精度的两类模型,非线性有限元更能反映实际发射过程。     

惯性平台稳定回路控制律对稳定精度的影响分析

以单轴稳定平台为对象,研究分析不同类型外界干扰力矩作用下,惯性平台稳定回路控制律形式对平台稳定精度的影响.采用高阶型控制律,更有利于实现对干扰力矩的抑制,尤其是在有较大过载变化的应用环境,或存在较大偏心不易精确平衡的情况下,需要适当提高控制律的阶次来提高平台的稳定精度.仿真结果说明,在与过载有关的干扰力矩作用下,稳定回路控制律的积分校正阶次越高,平台的稳定精度越高.     

机载四框架二轴稳定跟踪平台速率稳定回路控制

在机载四框架二轴机载稳定跟踪平台机理分析的基础上,对其速率稳定回路进行了建模研究。在速率稳定回路的校正环节设计中,针对传统的超前滞后校正抗干扰性能差的缺陷,提出了两种控制方法：高阶PI校正以及高阶PI校正加超前校正。并以内俯仰速率稳定控制回路为例进行分析。仿真结果表明,采用高阶PI校正加超前校正不仅具有更好的抗干扰性能,还改善了高阶系统的动态性能。     

惯性平台减振系统动力学分析及其参数设计

建立了某型号平台减振系统的动力学模型，并对其进行了动力学分析。在此基础上，对减振器的参数进行了设计计算，为平台新型减振器的设计提供了理论依据。     

航空相机稳定平台设计与仿真

介绍了一种航空相机稳定平台的设计方案,建立了稳定平台各环节数学模型并进行了仿真计算,同时分析了摩擦力矩、干扰力矩等非线性因素对稳定平台的影响。结果表明,该方案能够较好地满足航空相机系统在跟踪精度、响应时间等技术指标方面对稳定平台的要求。     

摩擦对稳定平台稳定精度影响的研究

陀螺稳定平台广泛应用于机载光电等军用和监视设备中。本文提出一种抑制Stribeck摩擦来提高稳定平台稳定精度的解决方案。为分析此方法的性能,给出了分析模型,并通过对比试验验证了该方法的有效性。测试结果表明,此方法能够在不改变稳定平台硬件特性的前提下。将系统的稳定精度提高一倍。     

导引头稳定平台隔离度模型研究

讨论了两种导引头稳定平台隔离度数学模型，通过对比两种模型建模物理意义差异，用实例进行验证，判断出合理的隔离度数学模型，并得出结论，干扰力矩是影响稳定平台隔离度的主要因素。     

航空吊舱稳定平台结构设计

首先指出稳定平台在光电吊舱系统中的重要地位,然后对两轴两框架系统和两轴四框架系统两种典型稳定平台的结构原理、气动外形和驱动方式等进行了介绍,确定了设计方法,并对两种稳定平台的性能进行了对比,指出两轴四框架系统是稳定平台的发展方向。     

导引头二轴稳定平台的轴角关系和简化

根据与导引头相关的坐标系定义,推导了俯仰和偏航二轴稳定平台的失调角、框架角、姿态角、视线角等轴角之间的关系,提出轴角相互关系的简化公式,将两个通道分离为相互独立,并分析了简化后的引入误差,为简化系统分析和设计提供了理论依据。     

Structure and Dynamic Characters of New Radar Stabilized Platform

Aimed at requirements, a kind of radar stabilized platform with external rotor and orthogonal shafts is designed. Its dynamic characters are analyzed by using finite element theory and ANSYS software. Also, a traditional stabilized platform with inner rotor is designed for comparison. It is shown that the new platform reduces two transmission links and 20% of precise components, its weight decreases by 20%, its natural frequency and rigidity are enlarged, the operating accuracy and stationary are increased. The new stabilized platform is more superiority and practicability. Its design method and analysis results have already been used in development mission. It provides helpful reference for similar structure designs.     

轮腿混合机器人机械腿动力学建模与驱动预估

提出了一种可以同时实现迈步行走、有动力轮式机动、无动力轮旱冰式滑行3种运动方式的轮腿混合四足军用机器人,它采用一种基于3-UPS机构的6自由度并联机械腿,对并联机械腿进行了动力学建模与驱动参数峰值预估。通过矢量回路法推导出机械腿的机构传递映射模型,并建立了机构的雅可比矩阵;采用非保守系统的拉格朗日方程建立了机械腿的动力学模型,得到了驱动参数与机械腿的运动函数之间的显式方程。通过机械腿的动力学模型,对6个伺服电机的驱动转速、力矩进行了峰值预估分析,计算出各伺服电机中的最大理论转速为19.7 r/s,最大理论力矩为71 mN·m. 通过一个具体的机械腿设计方案和结构参数算例,分析了机器人按照“1-2-3-4”循环步态迈步行走过程中,其6个伺服电机的瞬时转速、瞬时力矩随时间的变化规律曲线,并计算出此算例的伺服电机最大转速为15.3 r/s,最大力矩为48.1 mN·m,均小于预估模型中的预估理论极限峰值,通过计算得出算例的伺服电机选型预估功率为77 W,算例结果证明了所建立的驱动参数峰值预估模型的合理性。     

极坐标两轴稳定平台的模型与分析

稳定平台系统可以提供导弹与目标之间的相对位置关系,为导弹姿态和弹道的修正提供依据,在导弹系统中具有十分重要作用.本文通过坐标变换将弹体运动分别在外框坐标系和内框坐标系中描述,得到两轴框架的运动学关系,基于刚体定点运动欧拉动力学原理.建立极坐标速率陀螺式两轴稳定平台的动力学模型,针对两轴框架的驱动电机,进一步建立包含电机电流环和力矩环的机电模型.最后结合实际数据,利用所建的机电模型对弹体运动耦合产生的扰动进行了仿真分析,仿真表明:弹体运动对视线角速度具有扰动作用,需要进行速度回路控制进行解耦补偿.所得模型和分析结果为极坐标稳定平台的进一步研究提供了理论基础.