25m射电望远镜伺服系统的全过程建模及相似性研究
发布时间：2021-07-14 14:06
射电望远镜正朝大口径、高频段的趋势发展。然而,增大口径导致结构固有频率降低、柔性增加,容易发生机械谐振从而影响指向精度;高频段又要求高指向精度。因此,保障天线高指向精度成为工程难点。为实现高指向精度控制,最优控制逐渐成为目前在大口径射电望远镜中应用较多的控制算法,然而,最优控制需要被控对象精确的动力学模型。大口径射电望远镜单元众多,结构柔性不可忽略,传统的力学建模方法已不适用,为此,本文主要从事大口径射电望远镜伺服系统的动力学建模研究。同时,为提前通过实验平台结果预测实物特性,本文也从事了大口径射电望远镜的相似性研究。针对大口径射电望远镜伺服系统的动力学建模研究,完成了25m射电望远镜有限元模型的建立和全过程动力学模型的建立。首先,建立了25m射电望远镜的有限元模型,并对该有限元模型作合理性分析。其次,建立了俯仰系统从电机和减速器到大齿轮和主反射面,再到副面撑腿和副面三部分的全过程模型。其中,大齿轮和主反射面的柔性部分是基于25m射电望远镜的有限元模型,采用模态坐标法建立的;副面撑腿和副面部分是基于将其等效为Euler-Bernoulli梁的等效法推导求得的。然后,对全过程模型进行降阶...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
德国Effelsberg100m
[11]。图1.1 德国 Effelsberg 100m 图1.2 美国 GBT 100m中国虽然起步较晚，但是发展迅速。中国第一台大型射电望远镜于 1987 年在上海佘山落成，其口径为 25 米。1994 年，本文研究对象 25 米射电望远镜，在新疆乌鲁木齐投入使用，并首先观测到脉冲星。2006 年，昆明凤凰山 40 米射电望远镜投入使用，最高频段 8.4GHz
第一章 绪论3图1.3 上海佘山 65m 图1.4 贵州 FAST 500m1.2.2 建模方法研究概况为了对复杂机电系统更好的进行控制，所以需要更准确的模型。为此，先后有众多专家学者在动力学建模方面深入研究。蔡云飞基于牛顿-欧拉法，建立了非对称液压缸的新型三自由度并联机构的完整动力学模型[15]。杨武使用牛顿-欧拉法建立了排爆机器人关节型机械手的动力学模型[16]。訾斌假定柔索是完全柔性，用柔索的静态拉力代替动态作用力，基于牛顿-欧拉法建立了射电望远镜的馈源支撑系统的动力学模型[17]。该类方法有原理简明、概念清楚、容易理解的优点，但是计算比较繁琐，一般适用于简单系统。Nguyen 使用能量原理守恒原理，基于拉格朗日方程建立了大射电望远镜的六自由度平台的动力学模型[18]。张竞基于拉格朗日方程，利用纵向的四自由度运动代替飞行器，建立了飞行器的动力学模型[19]。该方法对完整约束的保守系统计算非常方便，但是，拉格朗日函数对复杂系统的速度求导这一计算过程非常复杂。Zhu 等人利用凯恩方程对电机系统的驱动力矩等进行分析并建立模型[20]。许晨基于凯恩方程
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于历史与磁检测信息的永磁同步平面电机定位方法（英文）[J]. 朱翼先,胡金春,杜胜武,高阵雨,陈龙敏. 电工技术学报. 2017(12)
[2]圆环薄板类构件畸变相似关系的确定方法[J]. 罗忠,王有,韩清凯,江志农. 机械工程学报. 2017(23)
[3]航天器刚柔耦合动力学建模及热诱发动力学响应分析[J]. 孙述鹏,王伟,段枭. 振动与冲击. 2016(24)
[4]基于拉格朗日方程的倾转旋翼机动力学建模[J]. 张竞,吴宇,屈香菊. 飞行力学. 2017(03)
[5]简化起落架噪声相似准则及马赫数比例律[J]. 邢宇,刘沛清,郭昊,徐亮,李玲. 航空学报. 2017(06)
[6]基于Hankel矩阵的天线伺服系统辨识[J]. 闫少雄. 河北省科学院学报. 2016(04)
[7]一种新型三自由度并联机构动力学建模[J]. 蔡云飞,郑淑涛,徐加宝,韩俊伟. 液压与气动. 2016(11)
[8]航天器柔性附件对整器固有振动特性影响因素及规律分析[J]. 郭其威,吴松,刘芳,唐国安. 振动与冲击. 2016(06)
[9]结构试验相似理论研究及实例分析[J]. 张鲲鹏,陈哲武. 低温建筑技术. 2015(07)
[10]射孔井水力压裂模拟实验相似准则推导[J]. 郭天魁,刘晓强,顾启林. 中国海上油气. 2015(03)
博士论文
[1]卫星夹层结构分析与结构设计研究[D]. 张铁亮.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]全地形车载火箭武器发射动力学及行车振动研究[D]. 崔龙飞.南京理工大学 2014
[2]瞬态载荷作用下弹塑性结构动响应相似性研究[D]. 谢建林.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3284290
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
德国Effelsberg100m
[11]。图1.1 德国 Effelsberg 100m 图1.2 美国 GBT 100m中国虽然起步较晚，但是发展迅速。中国第一台大型射电望远镜于 1987 年在上海佘山落成，其口径为 25 米。1994 年，本文研究对象 25 米射电望远镜，在新疆乌鲁木齐投入使用，并首先观测到脉冲星。2006 年，昆明凤凰山 40 米射电望远镜投入使用，最高频段 8.4GHz
第一章 绪论3图1.3 上海佘山 65m 图1.4 贵州 FAST 500m1.2.2 建模方法研究概况为了对复杂机电系统更好的进行控制，所以需要更准确的模型。为此，先后有众多专家学者在动力学建模方面深入研究。蔡云飞基于牛顿-欧拉法，建立了非对称液压缸的新型三自由度并联机构的完整动力学模型[15]。杨武使用牛顿-欧拉法建立了排爆机器人关节型机械手的动力学模型[16]。訾斌假定柔索是完全柔性，用柔索的静态拉力代替动态作用力，基于牛顿-欧拉法建立了射电望远镜的馈源支撑系统的动力学模型[17]。该类方法有原理简明、概念清楚、容易理解的优点，但是计算比较繁琐，一般适用于简单系统。Nguyen 使用能量原理守恒原理，基于拉格朗日方程建立了大射电望远镜的六自由度平台的动力学模型[18]。张竞基于拉格朗日方程，利用纵向的四自由度运动代替飞行器，建立了飞行器的动力学模型[19]。该方法对完整约束的保守系统计算非常方便，但是，拉格朗日函数对复杂系统的速度求导这一计算过程非常复杂。Zhu 等人利用凯恩方程对电机系统的驱动力矩等进行分析并建立模型[20]。许晨基于凯恩方程
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于历史与磁检测信息的永磁同步平面电机定位方法（英文）[J]. 朱翼先,胡金春,杜胜武,高阵雨,陈龙敏. 电工技术学报. 2017(12)
[2]圆环薄板类构件畸变相似关系的确定方法[J]. 罗忠,王有,韩清凯,江志农. 机械工程学报. 2017(23)
[3]航天器刚柔耦合动力学建模及热诱发动力学响应分析[J]. 孙述鹏,王伟,段枭. 振动与冲击. 2016(24)
[4]基于拉格朗日方程的倾转旋翼机动力学建模[J]. 张竞,吴宇,屈香菊. 飞行力学. 2017(03)
[5]简化起落架噪声相似准则及马赫数比例律[J]. 邢宇,刘沛清,郭昊,徐亮,李玲. 航空学报. 2017(06)
[6]基于Hankel矩阵的天线伺服系统辨识[J]. 闫少雄. 河北省科学院学报. 2016(04)
[7]一种新型三自由度并联机构动力学建模[J]. 蔡云飞,郑淑涛,徐加宝,韩俊伟. 液压与气动. 2016(11)
[8]航天器柔性附件对整器固有振动特性影响因素及规律分析[J]. 郭其威,吴松,刘芳,唐国安. 振动与冲击. 2016(06)
[9]结构试验相似理论研究及实例分析[J]. 张鲲鹏,陈哲武. 低温建筑技术. 2015(07)
[10]射孔井水力压裂模拟实验相似准则推导[J]. 郭天魁,刘晓强,顾启林. 中国海上油气. 2015(03)
博士论文
[1]卫星夹层结构分析与结构设计研究[D]. 张铁亮.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]全地形车载火箭武器发射动力学及行车振动研究[D]. 崔龙飞.南京理工大学 2014
[2]瞬态载荷作用下弹塑性结构动响应相似性研究[D]. 谢建林.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3284290
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