气动技术应用于稳定平台系统相关问题的研究

发布时间：2021-01-17 00:02

　　稳定平台是实现隔离载体运动和姿态变化影响而始终保持水平（相对大地稳定）功能的稳定装置，在舰载飞机灯光引导系统中起到非常重要的作用。本论文从所研究的舰载机灯光引导系统二自由度气动—电机稳定平台整体考虑，对各个部分进行了研究和探讨，并通过这些研究讨论气动技术应用于稳定平台系统的可行性、可控性等相关问题。下面是本论文的一些主要内容： 首先，根据系统的性能指标，对稳定平台进行了机械本体的工程设计，并对其进行了位置和力学分析。另外对二自由度稳定平台进行了轨迹规划和生成，推算出平台的运动参数。 其次，根据平台的运动指标，选取了气源设备、气缸、气动伺服阀、步进电机和位移传感器等元件型号，绘制了平台气动系统的原理图。并建立了气缸和高速开关阀的数学模型，得出气动驱动系统的数学模型。 第三，设计了利用研华工控机和其功能板卡的集中控制硬件系统。采用C++软件平台编制了控制程序和控制界面，实现了纵摇和横摇的定点运动和跟踪外部信号的周期运动。 最后，对系统进行了可行性和可控性实验，整理分析了各类实验数据，并对本文提出的稳定平台系统，特别是气动技术应用于稳定平台系统的相关问题进行了讨论。 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究气动技术在二自由度稳定平台中应用的意义
        1.1.1 研究背景及舰载飞机灯光引导系统的重要地位
        1.1.2 研究灯光引导系统二自由度稳定平台的意义
        1.1.3 气动技术应用于二自由度稳定平台系统中的意义
    1.2 气动技术和稳定平台的研究现状及发展趋势
        1.2.1 稳定平台的特点及应用
        1.2.2 国内外稳定平台的研究现状
        1.2.3 稳定平台的各种驱动方式与气动方式的比较
        1.2.4 气动技术的现状和发展
    1.3 本文研究的主要内容
        1.3.1 二自由度稳定平台的结构模型
        1.3.2 轨迹规划及气动驱动系统
        1.3.3 控制系统的设计
        1.3.4 实验数据分析和对相关问题研究
第2章 二自由度稳定平台的结构及位置分析
    2.1 二自由度稳定平台的结构
        2.1.1 几种稳定平台的结构形式比较
        2.1.2 气动与步进电机结合驱动的稳定平台结构
        2.1.3 自由度的计算
    2.2 平台的位置分析
        2.2.1 位置反解
        2.2.2 附加约束运动的分析
        2.2.3 位置正解
    2.3 本章小结
第3章 二自由度稳定平台机械本体的设计
    3.1 引言
    3.2 机械零件设计遵循的基本准则
    3.3 平台的机械结构及力学分析
        3.3.1 纵向支撑板结构及受力分析
        3.3.2 横板结构及受力分析
    3.4 运动副设计及步进电机的选择
        3.4.1 转动铰链的设计
        3.4.2 步进电机的选择
    3.5 稳定平台的轨迹规划与生成
        3.5.1 轨迹规划
        3.5.2 轨迹生成
        3.5.3 平台运动参数的确定
    3.6 本章小结
第4章 稳定平台气压传动系统控制方案设计
    4.1 引言
    4.2 稳定平台气压传动动系统的工作原理
        4.2.1 几种气压传动系统位置控制方案的比较
        4.2.2 气动PWM位置控制系统的组成和工作原理
        4.2.3 气动系统参数的确定
    4.3 气压传动系统主要元件的选择
        4.3.1 气源动力部分
        4.3.2 气动执行元件
        4.3.3 气动控制阀
    4.4 气动位置控制系统的数学模型
        4.4.1 气动基础方程
        4.4.2 气缸、高速开关阀特性分析
        4.4.3 气压传动系统的数学模型及线性化
    4.5 本章小结
第5章 稳定平台控制系统设计
    5.1 引言
    5.2 姿态信号及反馈信号的采集和分析
        5.2.1 转台姿态或指令信号的分析
        5.2.2 反馈环节信号的采集分析
    5.3 控制系统的原理和实现
        5.3.1 系统控制方式的选择
        5.3.2 控制系统硬件平台的构建与实现
        5.3.3 控制系统软件平台设计
    5.4 本章小结
第6章 实验与综合评价
    6.1 引言
    6.2 实验和数据分析
        6.2.1 系统结构可行性实验
        6.2.2 系统可控性实验
    6.3 相关问题的综合评价
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种有规可循的气动控制回路设计的方法——步进法及其应用[J]. 朱光力.  液压与气动. 2004(06)
[2]气动脉宽调制开关位置伺服系统驱动模式的研究[J]. 杨云,吕艳慧,李天石.  西安交通大学学报. 2002(09)
[3]气动技术的近期发展及其影响因素[J]. 裘华徕.  液压气动与密封. 2002(03)
[4]一种气体压力控制方法及应用[J]. 王福生,孟晓风.  测控技术. 2001(04)
[5]气动比例/伺服控制技术及应用[J]. 韩建海,张河新.  机床与液压. 2001(01)
[6]微机控制两自由度电液伺服稳定平台[J]. 金志立,王军政,郑万煦.  液压与气动. 2000(04)
[7]高精度压力伺服控制系统研究[J]. 李宝仁,张庆先,杜经民.  液压气动与密封. 2000(02)
[8]并联机器人机构概述[J]. 文福安,杨光.  机械科学与技术. 2000(01)
[9]气动脉宽调制位置伺服系统的研究[J]. 黄维钢,王显正,马培荪.  液压气动与密封. 1997(04)
[10]具有稳定平台的船载雷达天线转台[J]. 施宇澄.  电子机械工程. 1997(05)

硕士论文
[1]直角三缸液压摇摆台控制系统的研制[D]. 李冲.哈尔滨工程大学 2005
[2]三自由度并联驱动转台工程设计及研究[D]. 苗成义.哈尔滨工程大学 2004
[3]减摇鳍测控系统的研究[D]. 王立贤.哈尔滨工程大学 2003
[4]舰载机灯光引导系统仿真转台的研究[D]. 姜广文.哈尔滨工程大学 2002



本文编号：2981791