三轴陀螺稳定平台的关键技术研究

发布时间：2022-01-06 04:21

　　基于三轴陀螺稳定平台的体积小、质量轻、造价低等特点,所以三轴陀螺稳定平台在航空遥感领域得到了广泛使用;本文从提升三轴陀螺稳定平台的指向精度和消旋角精度为出发点,解释了三轴陀螺稳定平台的运行原理并对影响三轴陀螺稳定平台精度的每个因素做了分析,优化了三轴陀螺稳定平台框架间的传动结构的间隙,通过合理的优化设计使得传动达到理想状态,并根据最终的实验得出的数据,验证了三轴陀螺稳定平台的性能。本文先是介绍了三轴陀螺稳定平台的结构形式;利用坐标变换法综合了三轴陀螺稳定平台的惯导姿态输入信息与框架角度传感器信息进行融合,计算出了三轴陀螺稳定平台每个框架的速度关系;得出了规避载体震动原理,计算出三个轴系在惯性空间的稳定方程。在分析三轴陀螺稳定平台的误差产生方式之后,利用多体运动学的方法,对误差进行了数学建模;然后运用MATLAB分析出了基于垂直度、传动误差产生对指向、消旋角误差的影响程度。为消除轴系间的传动误差,设计出了一种滚轮齿条传动的结构,计算出了合适的的滚珠数与滑轨摩擦系数;同时分析了原有的传动机构产生的传动误差,得出了其对指向、消旋角精度的影响。通过滚轮齿条传动机构对平台的传动误差进行消除后,俯... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

国外四

第2章三轴陀螺稳定平台的总体方案研究9图2.2平台各坐标系表示图2.3.2各坐标系的齐次坐标变换运用齐次坐标可以表明两坐标系之间的转换关系，这个过程便是齐次坐标变换，如图2.3所示。假定基坐标系{A}为一个坐标系为，三个单位向量两两垂直的组成坐标系{B}，向量a、b、c共同组成左手坐标系。在基坐标系{A}中，OX轴的空间矢量为[]zyx=aaaa，OY轴的空间矢量[]zyx=bbbb，OZ轴的空间矢量为[]zyx=cccc，在基坐标系{A}中，{B}坐标系原点的空间矢量为[]zyx=PPPP。矢量a、b、c、与p可以确定两个坐标系之间的转换关系，得到齐次矩阵，如式(2-1)所示。zxyYXZabcP图2.3两个坐标系的转换关系

第3章三轴陀螺稳定平台的误差建模与分析27响程度。3.4.1横滚轴垂直度对指向和消旋角精度的影响首先需要说明三轴陀螺稳定平台各个框架的工作状态，以及横滚轴的垂直度情况，以基座为参考，当横滚轴与基座轴线夹角为1′时，俯仰、横滚两框架的运动区间在±7°内且方位框架的运动区间在±30°内时，三轴陀螺稳定平台的指向以及消旋角误差Δθ、Δθa的变化分别为图3.9和图3.10所示。能够明显的看出，横滚轴垂直度误差造成指向角误差随飞行姿态变化其变动范围范围为71"~71.8"；造成Δθa随着飞行载体的运动在±10"范围内变动。由图可以看出，横滚轴的尺寸是影响三轴陀螺稳定平台指向精度的关键参数，但引起的三轴陀螺稳定平台消旋角误差可忽略不计。指向角误差就是横滚角的运动范围，俯仰角不会对指向精度产生影响。图3.9横滚轴安装误差对平台指向精度的影响（a）方位角与俯仰角运动范围


本文编号：3571719