天线测试转台的结构设计及对准误差分析

发布时间：2017-09-09 14:07

  本文关键词：天线测试转台的结构设计及对准误差分析

  更多相关文章： 天线测试转台 机械结构 优化 误差建模 对准

【摘要】：天线测试转台用于完成天线远场的测试任务,是一种重要的仿真测试设备。可以模拟天线横滚、俯仰、方位等各种姿态变化。在航空航天、通讯技术和科研等领域上都有广泛的应用。测试系统中,发射端转台和接收端转台的对准对天线测试起着极其重要的作用,测试转台性能的高低直接关系到仿真和试验结果的准确性,是保证天线精度和性能的基础。根据天线远场测试转台技术要求,完成天线测试转台的总体结构设计,及利用多体运动学理论进行误差建模分析。首先,本文着重于天线测试转台总体结构的设计和动力学分析研究。根据天线远场测试系统技术要求,完成测试转台总体结构设计,包括驱动元件及驱动方式的选择、测角/位移元件的选择,速率精度的控制,重要元件加工工艺性的设计以及基于有限元分析理论,进行结构强度、刚度校核及变形分析。其次,需要完成天线测试转台的优化设计。利用ANSYS软件的Workbench模块,对测试转台进行优化设计,包括对接收端U型架目标驱动优化设计和尼龙立柱拓扑优化设计。驱动优化设计可以实现多个目标函数同时优化,实现更加复杂的运算;保证转台稳定性和精度要求。拓扑优化以最大刚度为目标函数,寻求最佳结构质量去除方案。再次,天线测试转台的误差建模分析。依据天线测试转台的结构和工作原理,基于多体系统运动学理论来描述天线测试转台的对准误差,包括转台输出轴线相对于基准的线性误差和角误差。利用Matlab构建系统的误差模型,分析各个误差源对测试转台对准误差的影响。根据测试转台的工作原理,对测试转台的对准误差测试方法进行探讨。
【关键词】：天线测试转台 机械结构 优化 误差建模 对准
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN820
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章. 绪论8-14
• 1.1 课题研究的背景和意义8-9
• 1.2. 国内外在相关领域的研究现状及分析9-11
• 1.2.1 国外测试转台技术研究状况9-10
• 1.2.2 国内测试转台研究现状10-11
• 1.3 有限元法及优化设计在转台中的应用11-12
• 1.4 国内外对准技术的研究状况12-13
• 1.5 主要研究内容13-14
• 第2章. 天线测试转台总体结构设计14-25
• 2.1 天线测试转台结构特点与技术要求14-15
• 2.1.1 天线测试转台的结构特点14
• 2.1.2 天线测试转台技术要求14-15
• 2.2 结构设计15-19
• 2.2.1 接收端15
• 2.2.2 轴系设计15-17
• 2.2.3 发射端17-18
• 2.2.4 驱动结构设计18-19
• 2.2.5 工件加工工艺性设计19
• 2.3 天线测试转台的速率精度和平稳性19-21
• 2.3.1 速率精度的测试方法20
• 2.3.2 速率的平稳性20-21
• 2.3.3 影响速率精度和平稳性因素及采取的措施21
• 2.4 尼龙立柱静态结构分析21-22
• 2.5 U型架模态分析22-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章. 天线测试转台关键部件的优化设计25-36
• 3.1 机械优化设计理论25-27
• 3.1.1 机械优化设计数学模型25-26
• 3.1.2 机械优化方法的选择26-27
• 3.2 天线测试转台目标驱动优化设计27-32
• 3.2.1 目标驱动优化设计的步骤27
• 3.2.2 优化模型的建立27-28
• 3.2.3 优化过程及结果分析28-32
• 3.3 尼龙立柱拓扑优化设计32-35
• 3.3.1 拓扑优化理论知识32
• 3.3.2 优化模型的建立32-33
• 3.3.3 优化过程及结果分析33-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章. 天线测试转台的精度建模36-61
• 4.1 多体系统运动学基本理论36-42
• 4.1.1 多体系统的拓扑结构36-37
• 4.1.2 拓扑机构低序体阵列37-38
• 4.1.3 多体系统相邻体理想变换矩阵38-40
• 4.1.4 多体系统相邻体实际变换矩阵40-42
• 4.2 天线测试转台坐标系的建立42-45
• 4.2.1 接收端坐标系的建立42-44
• 4.2.2 发射端坐标系的建立44-45
• 4.3 建立误差模型45-49
• 4.3.1 建立姿态误差模型45-47
• 4.3.2 建立位置误差模型47-49
• 4.4 对准姿态误差仿真分析49-53
• 4.4.1 回转角度对对准姿态误差的影响49-50
• 4.4.2 各个误差对对准姿态误差的影响50-53
• 4.5 对准位置误差仿真分析53-57
• 4.5.1 各轴位移量对对准位置误差的影响53-54
• 4.5.2 各单项误差对对准位置误差的影响54-57
• 4.6 基于多体系统理论误差分析的意义57-58
• 4.7 天线测试转台对准误差测试方法的研究58-60
• 4.8 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王国富;余法山;汪旭东;马彩文;陈良益;;机载光电转台的谐振分析及自适应滤波器设计[J];光学精密工程;2007年11期

2 吴南星,孙庆鸿,余冬玲,潘玉安;基于多体系统理论的机床运动学仿真与应用研究(英文)[J];Journal of Southeast University(English Edition);2004年02期

3 高东强;毛志云;张功学;黎忠炎;;基于ANSYS Workbench的DVG850工作台拓扑优化[J];机械设计与制造;2011年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 粟时平;多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 张桂源;辐射表检定系统中三维转台设计[D];长春理工大学;2011年

2 郭旭升;振动条件下惯导平台误差参数辨识研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 顾冬晴;机载战术武器的传递对准及其精度评估技术研究[D];西北工业大学;2005年

4 李晶晶;天线远场自动测量系统的开发与应用[D];苏州大学;2012年

，

本文编号：820875