激光通信大口径地面站结构设计及轴系精度分析

发布时间：2022-07-12 20:15

　　激光通信大口径地面站作为激光通信的光电接收发射设备,其结构设计及轴系精度对整机性能十分关键,地面站的轴系精度直接影响了指向精度,其整机性能决定了通信质量,为了满足地面站的指向精度与成像质量要求,完成空间激光通信链路,需保证轴系晃动在指标范围内;通过国内外调研,对大口径总体方案及结构形式进行设计,针对轴系晃动问题,着重研究支撑结构方式及晃动模型,通过有限元和动力学仿真分析,为激光通信大口径地面站提供设计理论和验证反馈。本论文以激光通信大口径地面站为背景,对激光通信大口径地面站跟踪架结构形式及其轴系精度深入研究。首先,通过前期调研,建立地面站结构模型,设计了地平式跟踪架形式的大口径地面站,针对轴系晃动问题,经过对地面站方位俯仰轴系晃动误差讨论,建立两个轴系晃动的理论模型,可以得出轴系晃动与指向精度之间的关系,最终通过两者之间的关系,为研究轴系晃动误差确定方向。采用数学模型对其轴系精度进行理论计算,后用蒙特卡罗法对轴系晃动进行模拟仿真,最后得出轴系晃动满足3"指标要求。针对大型零件在受力情况下的变形,进行有限元分析,保证大型零件刚度的同时且轻量化;运用有限元方式对大口径地面站的大型零部件进行... 

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 激光通信大口径地面站国外研究现状
        1.2.2 大口径地面望远镜国内研究现状
    1.3 本文研究意义及主要研究内容
第2章 大口径地面站总体方案设计
    2.1 激光通信大口径地面站总体方案
    2.2 大口径地面站结构形式
    2.3 大口径地面站主次镜支撑
    2.4 本章小结
第3章 激光通信大口径地面站跟踪架结构
    3.1 跟踪架总体结构方案研究
    3.2 跟踪架的设计和分析
    3.3 激光通信大口径地面站轴系结构设计
        3.3.1 方位轴系结构设计
        3.3.2 俯仰轴系结构设计
    3.4 轴系测角装置
    3.5 跟踪架轴系精度分析
        3.5.1 相关基础理论
        3.5.2 大型地面站的指向误差
        3.5.3 方位轴系检测数据分析
        3.5.4 俯仰轴系检测数据分析
    3.6 其他大型部件设计
    3.7 本章小结
第4章 关键部件优化设计
    4.1 有限元分析基本理论
        4.1.1 有限元分析基本方程
        4.1.2 有限元分析基本方法
    4.2 大型零部件优化设计
        4.2.1 U型架的优化设计
        4.2.2 四通的优化设计
    4.3 模态分析
    4.4 本章小结
第5章 大口径地面站动力学仿真
    5.1 动力学分析
        5.1.1 动力学建模
        5.1.2 运动学分析
        5.1.3 动力学分析
    5.2 运动学仿真
        5.2.1 联合仿真环境
        5.2.2 联合仿真流程
        5.2.3 仿真模型的建立
        5.2.4 Adams和MATLAB联合仿真
    5.3 跟踪架的伺服控制试验
        5.3.1 大口径地面站伺服控制实验平台
        5.3.2 实验测试方法
        5.3.3 单轴系伺服性能测试
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得成果



本文编号：3659777