光学望远镜次镜六自由度调节机构仿真及误差分析
发布时间：2022-02-09 08:49
为了提高光学望远镜的成像质量,需要对主次镜光轴之间的位置和姿态误差进行调节和校正,次镜调节机构要具有除自身旋转以外的五个自由度的运动能力,调节机构精度要达到微米和角秒的数量级。由于位姿误差在毫米级和角分级,因此要求调节机构的运动范围达到毫米级和角分级,并且调节机构的结构要尽量紧凑。本文针对于应用在望远镜次镜的六自由度调节机构,提出采用上下均为万向铰链的UCU型Stewart六自由度平台,通过矢量分析法和牛顿迭代法对该并联机构进行完整的运动学分析,并通过极坐标搜索法求出平台在给定姿态下的工作空间。为了验证运动学理论的正确性,首先在MATLAB中根据运动学理论编写程序,再通过ADAMS建立仿真模型进行仿真验证,并且通过样条曲线法进行动力学仿真;然后在SIMULINK中通过跟ADAMS建立接口,建立了一种基于离散牛顿迭代法的完整的仿真模型。在调节机构初步设计的过程中,为了研究其调节位姿误差的影响因素以及初步的误差分配,首先对次镜六自由度调节机构的位姿误差进行理论分析,然后通过正运动学验证误差模型的正确。采用蒙特卡洛模拟法对次镜调节机构的结构参数误差进行分析,通过分析各结构参数误差的敏感度,采...
【文章来源】：华中科技大学湖北省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
主次镜光轴之间的位姿误差
（a）MMT 望远镜次镜单元 （b）调节机构的测试图 1-2 MMT 望远镜2) VST 望远镜VST（VLT Survey Telescope）[2]是一座反射式望远镜， 拥有 2.61m 的主镜口 938mm 的次镜口径。采用一种杠杆式结构作为支撑并进行了轻量化设计，通镜面背部开中心孔的形式来进行定位。当天顶角发生变化时，支撑结构上的反力能够自动调整。VST 望远镜采用了六自由度并联机构，如图 1-3 所示，通过间五个自由度上的调节，完美地校正了主次镜的相对位姿误差，从而消除了倾离焦产生的影响。 该调节机构由六个促动器通过万向铰链连接上下平台。上固定在望远镜主体之上，下平台之下固定有次镜的支撑系统。促动器支腿采用丝杆通过直流无刷电机驱动，实现了±7μm范围的调焦并达到 1μm调节精度；°的角度范围的转动且精度为±0.8’’。
镜次镜单元 （b）调图 1-2 MMT 望远镜cope）[2]是一座反射式望远镜，用一种杠杆式结构作为支撑并式来进行定位。当天顶角发生变望远镜采用了六自由度并联机构，完美地校正了主次镜的相对位节机构由六个促动器通过万向铰，下平台之下固定有次镜的支撑驱动，实现了±7μm范围的调焦并度为±0.8’’。
【参考文献】：
期刊论文
[1]六自由度激励台精密高刚度铰链结构设计与试验应用[J]. 黄舟,黄海. 航天器环境工程. 2018(01)
[2]大型光学载荷次镜调整机构优化设计及误差分配[J]. 韩春杨,徐振邦,吴清文,贺帅,于阳. 光学精密工程. 2016(05)
[3]大型射电望远镜天线副反射面调整系统设计与实验研究[J]. 姚建涛,曾达幸,侯雨雷,段艳宾,窦玉超,许允斗,韩博,赵永生. 载人航天. 2016(01)
[4]大型光学望远镜副镜位姿精调机构的优化设计[J]. 徐刚,杨世模,龚雨兵. 光学精密工程. 2008(07)
[5]基于ADAMS的某6-DOF飞行模拟器运动平台的研究[J]. 李兴洋,卢颖. 系统仿真技术. 2008(02)
[6]基于自适应遗传算法的Stewart平台结构双目标优化设计[J]. 段学超,仇原鹰,段宝岩. 计算力学学报. 2006(06)
[7]六自由度并联运动平台动力学建模及分析[J]. 黄其涛,韩俊伟,何景峰. 机械科学与技术. 2006(04)
[8]基于遗传算法的Stewart并联机器人位置正解分析[J]. 郑春红,焦李成. 西安电子科技大学学报. 2003(02)
[9]基于神经网络的6-SPS并联机器人正运动学精确求解[J]. 陈学生,陈在礼,孔民秀,谢涛. 哈尔滨工业大学学报. 2002(01)
[10]一种新型空间3自由度并联机构的正反解及工作空间分析[J]. 刘辛军,汪劲松,李剑锋,高峰. 机械工程学报. 2001(10)
博士论文
[1]大型空间望远镜次镜精密调整机构研究[D]. 于阳.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[2]六自由度运动模拟平台的分析及结构参数的优化[D]. 刘国军.哈尔滨工业大学 2014
[3]含五杆闭链的并联机构构型综合及主要运动性能分析研究[D]. 贺利乐.西安理工大学 2006
[4]六自由度运动模拟器精度分析及其标定[D]. 于大泳.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3616719
【文章来源】：华中科技大学湖北省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
主次镜光轴之间的位姿误差
（a）MMT 望远镜次镜单元 （b）调节机构的测试图 1-2 MMT 望远镜2) VST 望远镜VST（VLT Survey Telescope）[2]是一座反射式望远镜， 拥有 2.61m 的主镜口 938mm 的次镜口径。采用一种杠杆式结构作为支撑并进行了轻量化设计，通镜面背部开中心孔的形式来进行定位。当天顶角发生变化时，支撑结构上的反力能够自动调整。VST 望远镜采用了六自由度并联机构，如图 1-3 所示，通过间五个自由度上的调节，完美地校正了主次镜的相对位姿误差，从而消除了倾离焦产生的影响。 该调节机构由六个促动器通过万向铰链连接上下平台。上固定在望远镜主体之上，下平台之下固定有次镜的支撑系统。促动器支腿采用丝杆通过直流无刷电机驱动，实现了±7μm范围的调焦并达到 1μm调节精度；°的角度范围的转动且精度为±0.8’’。
镜次镜单元 （b）调图 1-2 MMT 望远镜cope）[2]是一座反射式望远镜，用一种杠杆式结构作为支撑并式来进行定位。当天顶角发生变望远镜采用了六自由度并联机构，完美地校正了主次镜的相对位节机构由六个促动器通过万向铰，下平台之下固定有次镜的支撑驱动，实现了±7μm范围的调焦并度为±0.8’’。
【参考文献】：
期刊论文
[1]六自由度激励台精密高刚度铰链结构设计与试验应用[J]. 黄舟,黄海. 航天器环境工程. 2018(01)
[2]大型光学载荷次镜调整机构优化设计及误差分配[J]. 韩春杨,徐振邦,吴清文,贺帅,于阳. 光学精密工程. 2016(05)
[3]大型射电望远镜天线副反射面调整系统设计与实验研究[J]. 姚建涛,曾达幸,侯雨雷,段艳宾,窦玉超,许允斗,韩博,赵永生. 载人航天. 2016(01)
[4]大型光学望远镜副镜位姿精调机构的优化设计[J]. 徐刚,杨世模,龚雨兵. 光学精密工程. 2008(07)
[5]基于ADAMS的某6-DOF飞行模拟器运动平台的研究[J]. 李兴洋,卢颖. 系统仿真技术. 2008(02)
[6]基于自适应遗传算法的Stewart平台结构双目标优化设计[J]. 段学超,仇原鹰,段宝岩. 计算力学学报. 2006(06)
[7]六自由度并联运动平台动力学建模及分析[J]. 黄其涛,韩俊伟,何景峰. 机械科学与技术. 2006(04)
[8]基于遗传算法的Stewart并联机器人位置正解分析[J]. 郑春红,焦李成. 西安电子科技大学学报. 2003(02)
[9]基于神经网络的6-SPS并联机器人正运动学精确求解[J]. 陈学生,陈在礼,孔民秀,谢涛. 哈尔滨工业大学学报. 2002(01)
[10]一种新型空间3自由度并联机构的正反解及工作空间分析[J]. 刘辛军,汪劲松,李剑锋,高峰. 机械工程学报. 2001(10)
博士论文
[1]大型空间望远镜次镜精密调整机构研究[D]. 于阳.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[2]六自由度运动模拟平台的分析及结构参数的优化[D]. 刘国军.哈尔滨工业大学 2014
[3]含五杆闭链的并联机构构型综合及主要运动性能分析研究[D]. 贺利乐.西安理工大学 2006
[4]六自由度运动模拟器精度分析及其标定[D]. 于大泳.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3616719
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3616719.html
