三軸姿態(tài)模擬器的研制.pdf

1、三軸姿態(tài)模擬器是制導(dǎo)系統(tǒng)研制過(guò)程中起關(guān)鍵作用的設(shè)備。三軸姿態(tài)模擬器利用其內(nèi)框軸、中框軸以及外框軸的轉(zhuǎn)角變化來(lái)模擬飛行器在實(shí)際過(guò)程中姿態(tài)的變化。三軸姿態(tài)模擬器性能的優(yōu)劣直接影響著制導(dǎo)系統(tǒng)的仿真精度以及結(jié)果的可靠性。
　　隨著武器系統(tǒng)的精度提高，對(duì)仿真設(shè)備的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能都提出了更高的要求。由于三軸姿態(tài)模擬器是典型的非標(biāo)設(shè)備，而且國(guó)外對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的封鎖和保密，因此研制高性能三軸姿態(tài)模擬器意義重大。
　　本文首先分析三軸

2、姿態(tài)模擬器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，總結(jié)在姿態(tài)模擬器設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些關(guān)鍵問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上確定本文的研究思路：三軸姿態(tài)模擬器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及外框架控制系統(tǒng)研究。
　　首先，本文確定三軸姿態(tài)模擬器UUT型的總體結(jié)構(gòu)，負(fù)載盤(pán)安裝方式，驅(qū)動(dòng)方式為電機(jī)驅(qū)動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)三軸姿態(tài)模擬器的三個(gè)軸系。得到三軸姿態(tài)模擬器的三維模型，繪制二維圖。
　　接著，根據(jù)有限元理論建立三軸姿態(tài)模擬器的有限元模型，針對(duì)中框架的五個(gè)不同位置進(jìn)行靜力學(xué)分析和

3、模態(tài)分析，確定三軸姿態(tài)模擬器性能最差的工作點(diǎn)。
　　然后，對(duì)三軸姿態(tài)模擬器外框架的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。以外壁厚度，橫向筋數(shù)目、橫向筋厚度、縱向筋數(shù)目、縱向筋厚度五個(gè)參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，安排正交試驗(yàn)對(duì)五個(gè)因素進(jìn)行靈敏度分析。提取其中靈敏度最大的三個(gè)因素作為優(yōu)化變量。
　　然后，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)—遺傳算法優(yōu)化策略進(jìn)行三個(gè)設(shè)計(jì)變量的參數(shù)化尋優(yōu)，得到最優(yōu)參數(shù)組合。
　　最后，針對(duì)外框架單通道控制系統(tǒng)，建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。用經(jīng)典PID控制