柔索传动轻量化光电吊舱研制

发布时间：2021-01-14 00:02

　　光电吊舱是车载、机载、舰载武器装备的重要组成部分,主要用于完成目标搜索跟踪、环境特征识别、战场态势感知、火力打击引导等任务。光电吊舱在机载条件下的应用尤为普遍,载机的快速更新换代对光电吊舱提出了越来越高的性能要求。近年来,小型飞机尤其是小型无人机迎来了快速发展,为适应其需求,光电吊舱开始朝体积小、重量轻、功能集成、指向精度高等方向发展。传统的传动方式（如齿轮传动、链传动）由于存在固有的摩擦、空回、间隙等非线性因素,制约了伺服运动性能的提高,难以满足光电吊舱的轻量化高精度要求。而柔索传动这一新型传动方式具有质量轻、精度高、空回小、布局灵活等优点,在精密指向机构中具有良好的应用潜力。本文着眼精密柔索传动在小尺度平台的工程应用问题,通过系统设计研制出一款质量小于1kg、稳定精度优于1mrad的光电吊舱,并结合实际装置对吊舱的建模与控制问题进行研究。论文的主要工作包括以下几个部分:1.为明确光电吊舱的工作机理,从稳定方式、结构形式、惯性器件等方面分析了光电稳定平台的结构功能特点。结合研制任务书的指标要求进行需求分析和总体方案设计,为后文的详细设计奠定基础。2.为明确传动机构的负载要求,分析了吊... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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缩略词
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内发展现状
    1.3 主要发展趋势
    1.4 本文主要研究内容
第二章 研制任务分析及总体设计
    2.1 光电稳定平台工作机理分析
        2.1.1 光电稳定平台工作原理
        2.1.2 稳定平台的控制结构
        2.1.3 稳定平台评价指标
    2.2 任务需求分析
    2.3 总体方案设计
        2.3.1 系统技术方案
        2.3.2 伺服控制系统方案
    2.4 本章小结
第三章 机械结构设计分析
    3.1 结构布局设计
    3.2 关重件选型
        3.2.1 探测器选型
        3.2.2 微机械陀螺选型
    3.3 载荷分析及电机选型
        3.3.1 载荷分析
        3.3.2 电机选型
    3.4 柔索传动结构设计
        3.4.1 构型选择
        3.4.2 参数设计
    3.5 静动力学校核
    3.6 本章小结
第四章 伺服控制系统设计
    4.1 硬件电路设计
        4.1.1 硬件方案设计
        4.1.2 主控电路设计
        4.1.3 伺服驱动电路设计
    4.2 嵌入式软件设计
    4.3 操控终端设计
    4.4 本章小节
第五章 动力学建模与摩擦补偿仿真
    5.1 传动系统动力学建模
        5.1.1 理想模型
        5.1.2 摩擦模型辨识
    5.2 扰动观测摩擦补偿
        5.2.1 扰动观测器原理
        5.2.2 摩擦补偿仿真
    5.3 本章小结
第六章 光电吊舱实验研究
    6.1 实验方案设计
    6.2 模型检验
    6.3 扰动观测补偿实验
    6.4 本章小结
第七章 柔索传动性能实验研究
    7.1 实验目的及原理
        7.1.1 实验目的
        7.1.2 实验方法
    7.2 实验平台构成
    7.3 实验研究
        7.3.1 开环频响特性分析
        7.3.2 速度闭环测试
        7.3.3 位置闭环测试
    7.4 本章小结
第八章 总结与展望
    8.1 全文总结
    8.2 研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
    1.发表论文
    2.科研项目
    3.申请专利



本文编号：2975797