三軸仿真轉臺動力學分析與控制器設計.pdf

1、三軸飛行仿真轉臺作為導彈等飛行器研制過程中進行地面半實物仿真的高精尖關鍵設備，其性能優(yōu)劣直接影響我國導彈研制水平。其主要的性能指標可用“高頻響、超低速、寬調速、高精度”來概括。其中高頻響就是要提高轉臺的快速性，使轉臺能較好地復現(xiàn)快變信號。本文就是從機械結構和控制器設計兩方面著手來提高轉臺的快速性能。
　　論文在查閱了國內外相關文獻的基礎上，綜述了仿真轉臺的發(fā)展概況以及仿真轉臺的一些關鍵技術，重點介紹了提高快速性的研究進展，并對轉臺

2、快速性的影響因素進行了分析。
　　本文對三軸仿真轉臺的內、中、外三框軸系分別建立合理的三維模型。計算了圓錐滾子軸承的剛度，并對圓錐滾子軸承進行簡化，以適用于轉臺軸系的有限元分析。然后對轉臺三個軸系分別進行動力學分析。在此基礎上，指出了影響轉臺結構動態(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對外框軸系進行結構優(yōu)化，使外框軸系的一階固

3、有頻率提高到62.895Hz，而重量和繞轉軸的轉動慣
　　量都有所下降。使轉臺機械結構更加合理。對主要設計尺寸進行靈敏度分析，指出尺寸變化對轉臺一階固有頻率、質量和轉動慣量的影響。
　　通過對轉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數(shù)據(jù)點集。應用定量反饋理論對各框設計控制器。
　　編寫控制程序，對三軸仿真轉臺進行跟蹤正弦信號和斜坡信號的實驗研究，實驗表明設計的控制器能夠較好地滿足轉臺快