基于Stewart平台的风洞试验位姿调节系统结构研究
发布时间：2020-12-03 20:58
风洞试验在飞行器设计过程中起着重要作用,但风洞流场的高度单向性决定了飞行器要完成飞行过程中的实时模拟就必须进行多位姿状态的频繁调节,因此飞行器模型的位姿调节系统对于风洞试验数据的准确性和稳定性起着关键性的作用;不仅要求位姿调节系统具有整体结构的高刚度,还必须具备高精度、可控性好、解耦性好等特点。本文参考现有风洞试验位姿调节系统,提出一种基于六自由度Stewart平台的风洞试验试验位姿调节系统。确定了该系统基本构型,对系统进行了运动学反解;并基于运动副速度投影,对系统的运动学雅克比矩阵进行了推导;模拟了风洞试验过程中飞行器驱动端滑块速度、加速度响应,结合Matlab进行数值计算并绘制了位姿调节过程中滑块速度、加速度的曲线变化情况,总结了该系统的运动学性能。基于拉格朗日方法,对系统的动力学模型进行了推导,结合运动学、力学雅克比矩阵之间的对偶性,推导了系统驱动力变化情况,并基于Matlab完成数值仿真,绘制了系统动力学变化曲线,总结了系统动力学性能。结合系统雅克比矩阵,并基于胡克定理和虚功原理等对系统全状态下的刚度矩阵进行了推导;并选出风洞试验过程中较为关键的五个位置,分别对关键位置下的系统...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
飞行器设计流程
西南科技大学硕士研究生学位论文 第 3 页问题，大大增加了计算机的计算量且仿真过程不可控因素较多，总体设计过程，消耗大量人力物力；而且仿真也不能完全模拟飞行器在空气中的气压、密度、浓度等变化梯度，从而仿真结果必定存在一定误差。相对比，风洞试验将飞行器设计过程中的仿真弱化，直接通过试验的手段取得数据，可较为准确的分析飞行器性能，总体对比完全的仿真设计过程，具有操作简单、数据准确性高等优点；虽然风洞试验同样消耗大量资源，但其优点明显，也成为了飞行器设计过程中不可缺少的步骤之一。
西南科技大学硕士研究生学位论文 第 4 页界各国争先在风洞试验投入大量的人力物力，第二次世界大战期间，美国和德国对军用战机的研制日趋激烈，其中风洞试验在此过程中发挥了剧组轻重的地位。随后，美苏争霸期间，两个超级大国相互竞争也进一步的推进了风洞试验的发展，其风洞技术也日趋成熟。我国的空气动力学研究也于 20 世纪初起步。其中，1906 年,华人冯如在美国奥克兰组建了了广东机器制造厂,成为第一个制造飞机的中国人。1934年,清华大学，中国第一个自行设计生产的中型低速风洞成功通入试验[4]。1942 年,成都航空研究院，1.52×2.13 矩形低速风洞成功研制。图 1-3 为较为常见的低速风洞结构：
【参考文献】：
期刊论文
[1]3-SPS+SP并联机构的静刚度分析[J]. 李晓丹,王晓磊,陈雪叶,王闯. 机床与液压. 2016(15)
[2]SPS+SP+SPR并联机构的静刚度分析[J]. 李晓丹,王晓磊,陈雪叶. 机械设计与制造. 2015(11)
[3]4-RRS冗余球面并联机构的静力学与刚度分析[J]. 曲海波,梁艺瀚,方跃法,周益林. 机械工程学报. 2015(11)
[4]风力机风洞试验技术及研究进展[J]. 肖京平,陈立,武杰,段雪峰. 应用数学和力学. 2013(10)
[5]飞机数字化装配技术体系[J]. 何胜强. 航空制造技术. 2010(23)
[6]卧式下肢康复机器人运动学分析及仿真[J]. 张立勋,孙洪颖,钱振美. 系统仿真学报. 2010(08)
[7]3自由度并联机器人的运动学与动力学分析[J]. 刘善增,余跃庆,佀国宁,杨建新,苏丽颖. 机械工程学报. 2009(08)
[8]基于广义坐标形式牛顿-欧拉方法的空间并联机构动力学正问题分析[J]. 陈根良,王皓,来新民,林忠钦. 机械工程学报. 2009(07)
[9]低速风洞绳牵引并联机器人支撑系统的模型姿态与振荡控制研究[J]. 林麒,梁斌,郑亚青. 实验流体力学. 2008(03)
[10]3-RRR平面并联机构的刚度特性分析[J]. 李树军,Clement Gosselin. 东北大学学报(自然科学版). 2007(01)
博士论文
[1]6-PRRS并联机器人关键技术的研究[D]. 杨永刚.哈尔滨工业大学 2008
[2]绳牵引并联机构若干关键理论问题及其在风洞支撑系统中的应用研究[D]. 郑亚青.华侨大学 2004
硕士论文
[1]基于平行四边形机构的风洞试验模型支撑系统的仿真研究[D]. 胡勇金.扬州大学 2015
[2]一种5自由度风洞试验模型支撑平台的建模与仿真研究[D]. 赵兰磊.扬州大学 2013
[3]六自由度并联平台位置反解及实现仿真研究[D]. 王恺.华南理工大学 2012
[4]六自由度并联风洞模型支撑系统机构优化[D]. 张浩.清华大学 2011
[5]风洞实验运动模拟平台的构型优化和控制研究[D]. 汤春.扬州大学 2011
[6]并联机构刚度特性分析[D]. 张余.东北大学 2008
[7]并联机构刚度特性分析[D]. 孟巧玲.东北大学 2008
[8]低速风洞模型姿态及试验辅助控制系统的开发[D]. 宋伟.南京理工大学 2008
本文编号：2896536
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
飞行器设计流程
西南科技大学硕士研究生学位论文 第 3 页问题，大大增加了计算机的计算量且仿真过程不可控因素较多，总体设计过程，消耗大量人力物力；而且仿真也不能完全模拟飞行器在空气中的气压、密度、浓度等变化梯度，从而仿真结果必定存在一定误差。相对比，风洞试验将飞行器设计过程中的仿真弱化，直接通过试验的手段取得数据，可较为准确的分析飞行器性能，总体对比完全的仿真设计过程，具有操作简单、数据准确性高等优点；虽然风洞试验同样消耗大量资源，但其优点明显，也成为了飞行器设计过程中不可缺少的步骤之一。
西南科技大学硕士研究生学位论文 第 4 页界各国争先在风洞试验投入大量的人力物力，第二次世界大战期间，美国和德国对军用战机的研制日趋激烈，其中风洞试验在此过程中发挥了剧组轻重的地位。随后，美苏争霸期间，两个超级大国相互竞争也进一步的推进了风洞试验的发展，其风洞技术也日趋成熟。我国的空气动力学研究也于 20 世纪初起步。其中，1906 年,华人冯如在美国奥克兰组建了了广东机器制造厂,成为第一个制造飞机的中国人。1934年,清华大学，中国第一个自行设计生产的中型低速风洞成功通入试验[4]。1942 年,成都航空研究院，1.52×2.13 矩形低速风洞成功研制。图 1-3 为较为常见的低速风洞结构：
【参考文献】：
期刊论文
[1]3-SPS+SP并联机构的静刚度分析[J]. 李晓丹,王晓磊,陈雪叶,王闯. 机床与液压. 2016(15)
[2]SPS+SP+SPR并联机构的静刚度分析[J]. 李晓丹,王晓磊,陈雪叶. 机械设计与制造. 2015(11)
[3]4-RRS冗余球面并联机构的静力学与刚度分析[J]. 曲海波,梁艺瀚,方跃法,周益林. 机械工程学报. 2015(11)
[4]风力机风洞试验技术及研究进展[J]. 肖京平,陈立,武杰,段雪峰. 应用数学和力学. 2013(10)
[5]飞机数字化装配技术体系[J]. 何胜强. 航空制造技术. 2010(23)
[6]卧式下肢康复机器人运动学分析及仿真[J]. 张立勋,孙洪颖,钱振美. 系统仿真学报. 2010(08)
[7]3自由度并联机器人的运动学与动力学分析[J]. 刘善增,余跃庆,佀国宁,杨建新,苏丽颖. 机械工程学报. 2009(08)
[8]基于广义坐标形式牛顿-欧拉方法的空间并联机构动力学正问题分析[J]. 陈根良,王皓,来新民,林忠钦. 机械工程学报. 2009(07)
[9]低速风洞绳牵引并联机器人支撑系统的模型姿态与振荡控制研究[J]. 林麒,梁斌,郑亚青. 实验流体力学. 2008(03)
[10]3-RRR平面并联机构的刚度特性分析[J]. 李树军,Clement Gosselin. 东北大学学报(自然科学版). 2007(01)
博士论文
[1]6-PRRS并联机器人关键技术的研究[D]. 杨永刚.哈尔滨工业大学 2008
[2]绳牵引并联机构若干关键理论问题及其在风洞支撑系统中的应用研究[D]. 郑亚青.华侨大学 2004
硕士论文
[1]基于平行四边形机构的风洞试验模型支撑系统的仿真研究[D]. 胡勇金.扬州大学 2015
[2]一种5自由度风洞试验模型支撑平台的建模与仿真研究[D]. 赵兰磊.扬州大学 2013
[3]六自由度并联平台位置反解及实现仿真研究[D]. 王恺.华南理工大学 2012
[4]六自由度并联风洞模型支撑系统机构优化[D]. 张浩.清华大学 2011
[5]风洞实验运动模拟平台的构型优化和控制研究[D]. 汤春.扬州大学 2011
[6]并联机构刚度特性分析[D]. 张余.东北大学 2008
[7]并联机构刚度特性分析[D]. 孟巧玲.东北大学 2008
[8]低速风洞模型姿态及试验辅助控制系统的开发[D]. 宋伟.南京理工大学 2008
本文编号：2896536
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/2896536.html
