稳定平台轴系精度对视轴指向误差的影响分析

为提高双框架稳定跟踪平台的控制精度,需要对机械误差造成的视线角误差进行严格的控制,要求设计轴系在现有加工水平和轴承精度水平的基础上保证高的回转精度.轴承孔的同轴度、轴承跳动、结构挠度等是影响轴系回转精度的主要因素,文中对这些因素造成的轴系回转误差进行了分析与综合,并针对某样机进行定量的分析,得到了轴系的运动误差,计算了...     

星载二维转台结构设计及刚度分析

星载二维转台是激光通信指向结构的重要组成部分，也是影响星载设备性能的关键部件之一，需要对其进行合理的结构设计和正确的刚度分析，并通过对比试验结果与仿真结果验证设计分析的正确性。首先，介绍了星载二维转台结构形式，基于Isight集成优化方法对比分析了摆镜组件的两种结构形式，并对U形架和轴系结构进行了刚度设计；然后，对二维转台进行有限元建模并重点介绍了轴承的弹簧单元等效建模方式；最后，对星载二维转台进行了刚度分析和试验验证，二维转台在X、Y、Z三个方向上仿真计算的固有频率与试验结果误差在6%以内，表明等效弹簧单元能准确模拟轴承结合部的力学特性。通过对星载二维转台的力学试验验证表明，在保证了二维转台的质量约束和刚度要求下，各部分组成部件结构刚度设计和刚度分析合理，二维转台抗力学性能满足激光通信的任务需求。     

环境温度影响激光发射二轴转台性能研究

激光发射二轴转台是以转台为主体,承载激光传输及发射功能的设备。转台要求在温度指标范围?40~55 ℃内具有良好的使用性能,为更好地了解环境温度对转台性能的影响,引出了激光发射二轴转台结构,并采用有限单元法对不同环境温度下转台静动态特性进行分析研究,由静力学分析后的转台变形量结果得到环境温度对轴系精度的影响。分析得到,以22 ℃转台性能参数为基准,在温度指标范围内,室温22 ℃时,转台静态特性与轴系精度最优,环境温度偏离22 ℃越远,静态特性与轴系精度越差。当温度每变化10 ℃,转台最大变形量变化约0.529 mm,最大应力值变化约18.418 MPa;方位轴系与俯仰轴系垂直度误差变化约4.715″,方位轴系与底座支撑面垂直度误差变化约4.649″;方位轴系晃动误差变化约0.22″,俯仰轴系晃动误差:(1)温度低于22 ℃,变化约0.33″;(2)温度高于22 ℃,变化约0.569″。转台前6阶模态频率随温度变化具有不同的规律,但频率变化率最大不超过2%。分析结果表明,环境温度对此类转台静态特性与轴系精度影响较大,但对动态特性影响较小,结论与工程经验基本吻合。     

精密光电转台的结构方案探讨

分析比较了当前各种光电转台的结构特点,为结构方案的定型提供了充足的依据。从转台的基本框架结构、支承方式、动力源、驱动方式到轴系结构等方面都进行了具体的设计分析,并进行了校核计算及误差分析。最终确定了精密光电转台的结构方案,根据本方案研制的转台测试达到了很高的精度,验证了精密光电转台结构方案的合理性。     

转台正、反转力矩不均匀性分析与对策

针对某产品调试中转台力矩不均匀性问题,计算了转台的负载力矩,对蜗轮蜗杆驱动机构的蜗杆轴系进行了力学分析,进一步计算了圆锥滚子轴承内圈档边正压力,估算了圆锥滚子轴承的滚子大端面与内圈挡边的最大滑动摩擦力矩,提出了面对面排列圆锥滚子轴承安装时分别预留适当轴向间隙的解决措施,达到了方位转台正、反转力矩的基本一致。     

基于DSP28335精密三轴测试转台控制系统设计

论述了用于雷达天线测试的精密三轴测试转台控制系统的设计原理及关键技术,转台传动链齿隙、处理器运算速度和精度、控制算法、控制参数及控制器运算性能等因素是影响测试转台动态性能和指向精度的重要因素,为了提高控制系统动态性能和稳态指向精度,给出了基于浮点DSP和智能PI控制算法的双电机驱动数字控制系统设计方案,并对系统轴系精度进行了分析和误差补偿算法处理。经使用验证,该控制系统运行稳定、可靠、定位精度高,满足设计要求。     

600mm薄镜面主动光学望远镜轴系结构设计

为研究大型望远镜薄镜面主动光学的核心技术,以600 mm望远镜为缩比系统,采用高精度标准轴承设计了具有快速装调、高互换性和便于维护等特点的俯仰-方位轴系结构.俯仰轴系由向心角接触球轴承构成,方位轴系由推力球轴承和双列圆柱滚子轴承构成.采用有限元软件Patran仿真得到了系统的前三阶固有频率和振型.分析了影响轴系回转精度的误差源,采用谐波理论对轴系误差测量结果进行了处理,得到俯仰轴系晃动误差为4.2,方位轴系晃动误差为9.3.望远镜在外场观星试验中得到了比较理想的成像效果,验证了轴系结构设计的合理性和正确性,并为中小型望远镜高精度轴系的研制提供了设计依据和技术途径.     

基于角接触球轴承的小型经纬仪方位轴倾斜误差修正

基于角接触球轴承的小型经纬仪方位轴系设计往往参照相似模型进行估算和类比,该方法可提高设计效率,且设计轴系具备较好工程实施性,但这种基于经验的设计往往不是最佳设计,具有优化改进空间。针对某小型经纬仪的方位轴系,从方位轴倾斜误差修正角度出发,基于物理模型确定了轴系优化参数,利用有限元分析方法对轴承外压圈设计参数进行了优化,同时通过方位轴倾斜误差理论建模对轴承配合间隙设计参数值选择进行了分析,并在偏载吊装条件下对该小型经纬仪优化前后的二轴差进行检测。结果表明,优化前经纬仪二轴差约为20″,优化后经纬仪二轴差最大约为6″,优化后方位轴倾斜误差明显小于优化前,进而验证了所述优化方法的合理性和有效性。     

某光电转台俯仰轴系静力及模态分析

介绍某光电跟踪引导系统转台俯仰轴系有限元分析计算过程，包括有限元模型的建立、初始条件的设定、载荷的施加、计算结果分析等。计算结果表明，工作中俯仰轴系结构变形对该转台精度没有影响，其刚强度达到战技指标要求。     

一种双旋转变压器测角系统设计

为解决大型精密转台的角度测量问题,设计了一种双旋转变压器测角系统.满足了转台转轴中空的设计要求,同时保证了测量的高精度.对影响系统精度的误差源和系统的主要误差项进行了分析,改进了粗精组合算法,提高了算法的效率,并减小了对两个通道的零点误差的要求.在实际的设计系统中对粗精组合算法进行了验证和精度计算,整个系统达到了3″的精度.     

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪测试转台结构设计

在星载大气痕量气体差分吸收光谱仪的研制过程中,需要对其信噪比、光谱分辨率、光谱定标精度等性能指标进行测试,为此需要设计专用二维转台以实现不同视场在不同角度下的测试.根据光谱仪参数测试要求,提出转台设计方案,设计转台结构,建立三维模型,并对主要零部件进行选型.转台的方位轴±180°转动,满足114°的主视场测试要求;俯仰...     

基于多体理论的两轴光电转台结构误差分析

基于多体系统运动学理论,以两轴立式光电转台为研究对象,对转台的各项结构误差进行分析,得到了转台拓扑结构图,建立了转台结构误差模型,推导出包含各项结构误差的转台综合误差公式,并借助Mathematica软件进行了转台误差数值仿真,分析了不同结构误差项对转台指向精度的影响,为转台的误差分配、误差设计、误差分离与误差测量奠定了基础。     

某测试转台电控系统设计

给出了测试转台电控系统的组成,着重讨论了伺服控制单元的设计,详细介绍了伺服主控模块的设计和对外接口,分析计算了转台负载力矩,并由此给出了伺服电机的选型,简要介绍了系统的电源设计。最后研制出了测试转台样机,给出了测量误差,对类似工程设计具有一定的参考意义。     

基于鲁棒稳定的闭环激磁电源幅值回路设计

保证系统鲁棒稳定,同时满足系统性能指标要求始终是控制设计的目标。该文根据转台测角系统对激磁电源稳定性和性能指标的要求,提出了采用H优化控制理论,以鲁棒稳定为基础的闭环激磁电源幅值回路设计的方法,讨论了H控制器的求解过程。经四个转台长期使用验证该设计方法的有效性和合理性,完全满足了高精度转台的需要。     

线阵CCD遥感器单轴转台的设计

为了在实验室条件下模拟线阵CCD遥感器的飞行成像,并验证其成像效果,设计了一种线阵CCD遥感器单轴转台控制系统.介绍了线阵CCD遥感器单轴转台的工作原理,分析了转台模拟飞行器成像的误差,给出了转台的指标及参数设计.试验结果表明,速度回路控制精度为2％,位置回路稳态精度为6′,对外成像清晰,满足设计要求.     

光电经纬仪转台动态特性研究

光电经纬仪转台的动态特性对经纬仪瞄准与跟踪性能有重要影响。针对某型号经纬仪展开研究,基于3D Solid单元建立了有限元模型,采用Bathe子空间迭代法对转台进行了模态分析,获取了转台前6阶模态。进行了力锤激励模态测试实验,仿真结果与实验结果误差在12%以内。基于隐式积分法对经纬仪进行了扫频分析,结果表明,该型号经纬仪转台对350 Hz激励最为敏感。研究结果为经纬仪转台结构改进提供了指导,并为控制系统的带宽设计提供了依据。     

水下目标物三维激光重建方法研究

文中提出了一种水下线激光的三维重建系统,由相机、绿色线形激光器和转台组成,通过对系统扫描获得的图像进行分析与处理,实现对目标区域的三维重建。采用边缘检测算法与基于极值法的高斯拟合法相结合的条纹中心提取算法,利用坐标转换公式,得到相应的三维点云坐标。点云处理方面,将alpha shapes边界提取算法和Delaunay三角剖分相结合,实现对点云的滤波与重建。针对实验中由于光线在不同介质表面折射造成的视角误差问题,提出了一种折射校正算法,并用已知尺寸的标准球进行了误差实验。结果表明,在500~1200 mm的工作距离内,系统可以实现对水下目标物体及区域的三维形貌还原,重建误差小于0.6 mm,满足设计要求,为水下三维重建技术提供新的参考。     

小型便携式步进凝视IRST的转台控制系统软件设计

构建了一种以国产的MM32F031为控制芯片的小型便携式步进凝视型IRST的转台控制系统。主要进行了控制转台进行步进运动的软件设计。为了实现转台步进运动的精确控制,对运动控制功能实现进行分析。结合软件设计方式与数据通讯方式,对软件进行设计并设计了配套的上位机软件。进行测试后该软件符合系统需求。