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
【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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