恒拉力系统设计及ADAMS动力学模拟与实验研究

发布时间：2021-01-16 02:47

　　随着我国载人航天事业的不断发展,以及空间站与登月计划的逐步推进,宇航员需要进行大量的太空运动与太空生活,因此在地面上就需要对太空环境进行模拟。同时对于刚回到地面的宇航员无法立即适应地面常规重力环境,也需要进行低重力恢复性训练以保证航天员身体健康恢复。因此地面低重力环境的设计便成为我国航天课题的重要部分。通过对现有地面低重力系统的分析发现,低重力系统主动悬吊法原理满足设计要求,并对现有悬吊法与恒拉力系统分析选择基本的设计方案与基本部件。之后根据当前主动悬吊法的设计方法,获得基本设计流程并且提出了位移控制的新型设计原理。根据设计理念确定设计机构与部分标准件,以及对于主要输出部件电机进行分析选型,以及通过计算确定钢丝绳的参数,最终通过UG进行恒拉力系统三维模型绘制,得出恒拉力系统的设计方案。由于振动对系统稳定性有影响,根据对单自由度以及二自由度的振动模型分析,获得了系统动力学模型,并依据模型以及拉格朗日方程得出了系统参数矩阵。并对于其中参数进行了定性的分析。为系统振动研究提供数据支撑。而后根据推导的振动方程以及各参数矩阵进行固有频率的求解。求解过程通过MATLAB编写程序,简化了计算过程。根... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源及研究背景分析
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究背景
        1.1.3 课题研究意义
    1.2 国内外研究动态
        1.2.1 低重力系统研究现状
        1.2.2 恒拉力系统研究现状
    1.3 多体动力学研究现状
        1.3.1 多体动力学概述
        1.3.2 多体动力学研究方法
        1.3.3 多体动力学振动研究
    1.4 虚拟样机技术研究现状
        1.4.1 虚拟样机发展现状
        1.4.2 虚拟样机柔性体建模
    1.5 主要研究内容
    1.6 本章小结
第二章 恒拉力系统的设计
    2.1 引言
    2.2 恒拉力系统位移控制方法
    2.3 设计方案与参数计算
        2.3.1 系统设计总体结构
        2.3.2 驱动器选择与计算
        2.3.3 钢丝绳的安全校核
    2.4 恒拉力系统机构设计
        2.4.1 绕线摆正装置
        2.4.2 扰动转化及位移放大装置
        2.4.3 反馈与缓冲装置
    2.5 恒拉力系统的运动过程及三维模型
        2.5.1 恒拉力系统的运动过程
        2.5.2 恒拉力系统的三维模型
    2.6 本章小结
第三章 恒拉力系统动力学模型建立
    3.1 引言
    3.2 基本振动模型分析
        3.2.1 单自由度振动模型分析
        3.2.2 二自由度振动模型分析
    3.3 多体动力学计算研究
        3.3.1 动力学基本概念
        3.3.2 恒拉力系统动力学模型
    3.4 恒拉力系统振动方程与矩阵
    3.5 本章小结
第四章 恒拉力系统振动分析
    4.1 机械系统振动概述
    4.2 固有频率求解及变参数下的振动分析
        4.2.1 振动方程
        4.2.2 MATLAB程序流程
        4.2.3 固有频率求解
    4.3 基于频响函数的执行元件振动分析
        4.3.1 频响函数方程推导
        4.3.2 执行元件振动特性
        4.3.3 参数影响及分析
    4.4 本章小结
第五章 恒拉力系统ADAMS模拟与整机装配
    5.1 实体模型多体动力学概述
    5.2 模型建立
        5.2.1 系统分析流程
        5.2.2 模型简化
    5.3 钢丝绳与滑轮建模
        5.3.1 钢丝绳建模概述
        5.3.2 钢丝绳建模方法
    5.4 整体模型模拟
    5.5 整机制造
    5.6 本章小结
第六章 总结展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录
    不同速度运动下人体重心位移实验研究
致谢
攻读硕士学位期间已发表的论文



本文编号：2980006