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3-UPS/S并联稳定平台的性能分析与稳定补偿实验研究

发布时间:2025-01-09 04:00
  由于受波浪、海风及海流等海洋环境扰动的作用,舰船在海上会产生周期性波动,给舰船上雷达信号捕捉定位、直升机起降、吊装稳定、手术实施、舰载武器发射精度等多方面带来了严重影响。舰载稳定平台通过实时检测并主动补偿船体位姿,实现隔离舰船扰动,为舰船载设备、人员等提供了一个稳定的工作平台。本文以3-UPS/S并联稳定平台为研究对象,分别从运动学、刚度、误差、标定及振动响应等方面展开研究,并搭建船体模拟运动平台,对稳定平台展开船体运动稳定补偿实验研究,验证了稳定平台的稳定补偿能力。对3-UPS/S并联稳定平台和船体模拟运动平台样机展开运动学分析,并在Sim Mechanics仿真环境中建立其稳定补偿仿真系统模型,对补偿算法进行了仿真验证,为后续稳定补偿研究奠定基础。基于虚功原理,考虑主、被动关节的刚度、杆件及机构输出轴所受的载荷的影响,建立3-UPS/S并联稳定平台的非线性连续刚度映射通用模型。在驱动分支刚度实验基础上,建立平台单分支刚度模型,并分析在非线性连续刚度映射模型下,由于弹性变形引起的稳定平台姿态误差,为满载条件下的稳定平台误差标定研究奠定基础。分别建立了3-UPS/S并联稳定平台的几何与变...

【文章页数】:111 页

【学位级别】:博士

【文章目录】:
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 稳定平台概述
        1.2.1 串联稳定平台
        1.2.2 并联稳定平台
    1.3 相关领域研究现状综述
        1.3.1 并联舰载稳定平台
        1.3.2 动力学建模及振动分析
        1.3.3 刚度与弹性变形
        1.3.4 误差分析与运动学标定
    1.4 稳定平台误差补偿
    1.5 课题来源与主要研究内容
第2章 稳定补偿系统运动学基础
    2.1 引言
    2.2 3-UPS/S并联稳定平台运动学基础
        2.2.1 3-UPS/S并联稳定平台的位姿描述
        2.2.2 3-UPS/S并联稳定平台位置的正反解分析
        2.2.3 3-UPS/S并联稳定平台速度与加速度分析
    2.3 船体模拟平台运动学基础
        2.3.1 模拟平台介绍
        2.3.2 模拟平台正反解分析
        2.3.3 模拟平台速度加速度分析
    2.4 稳定补偿系统模拟仿真
        2.4.1 姿态补偿算法
        2.4.2 仿真模型
        2.4.3 稳定补偿算法仿真
    2.5 本章小结
第3章 3-UPS/S并联稳定平台刚度与弹性变形分析
    3.1 引言
    3.2 3-UPS/S并联稳定平台系统刚度建模
        3.2.1 外力下的势能变化
        3.2.2 系统刚度映射矩阵的建立
    3.3 3-UPS/S并联稳定平台分支刚度分析
        3.3.1 分支刚度模型的建立
        3.3.2 分支刚度系数的测量实验
    3.4 3-UPS/S并联稳定平台系统刚度评价
        3.4.1 刚度评价指标
        3.4.2 刚度评价算例
    3.5 分支弹性变形分析
    3.6 本章小结
第4章 3-UPS/S并联稳定平台满载工况误差分析与标定
    4.1 引言
    4.2 3-UPS/S并联稳定平台几何误差分析
        4.2.1 稳定平台几何误差源分析
        4.2.2 稳定平台几何误差模型
        4.2.3 几何误差灵敏度分析
    4.3 3-UPS/S并联稳定平台变形误差分析
        4.3.1 稳定平台变形误差模型
        4.3.2 稳定平台变形误差算例
    4.4 3-UPS/S并联稳定平台运动学标定
        4.4.1 稳定平台运动学标定模型
        4.4.2 稳定平台运动学标定实验
        4.4.3 稳定平台误差补偿
    4.5 本章小结
第5章 3-UPS/S并联稳定平台振动分析
    5.1 引言
    5.2 3-UPS/S并联稳定平台振动模型
        5.2.1 稳定平台动力学模型
        5.2.2 稳定平台振动方程
        5.2.3 固有频率和振型的求解
    5.3 3-UPS/S并联稳定平台模态实验
    5.4 动态响应分析
        5.4.1 自由振动响应
        5.4.2 受迫振动响应
    5.5 液压驱动下动平台响应
        5.5.1 液压缸抖动下的动平台运动
        5.5.2 动平台受迫振动响应
    5.6 本章小结
第6章 3-UPS/S并联稳定平台稳定补偿实验研究
    6.1 引言
    6.2 稳定平台系统组成
        6.2.1 稳定平台机械系统
        6.2.2 稳定平台液压系统
        6.2.3 稳定平台控制系统
    6.3 模拟平台系统组成
        6.3.1 模拟平台机械系统
        6.3.2 模拟平台控制系统
    6.4 稳定补偿实验系统组成
    6.5 稳定补偿实验
    6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号:4025116

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