巡航导弹惯导平台动力学分析

论文摘要

惯导平台是平台式惯导系统的核心部件,其工作精度和可靠性直接影响着惯导系统的工作精度及航天飞行器的飞行精度,而平台结构系统的动、静态特性则直接影响着整个平台系统的工作精度和可靠性。本论文主要是引进俄罗斯新型巡航导弹惯导平台,俄罗斯的惯导平台具有国内惯导平台所有优点外,还具有体积小、质量轻、性能稳定的特点,该惯导平台系统由平台机械结构、稳定回路、加速度再平衡回路及输出装置、温度控制系统、初始对准系统、各种测试用的辅助电源和二次电源等部分组成。本文从惯导平台结构系统的角度出发,采用静、动态实验和分析相结合的方法,首先通过软件UG建模,然后有限元结构动态分析及模态分析,分析了惯导平台结构系统及各结构部件的固有动态特性和其在振动环境下的频率响应特性;本论文针对惯导平台系统在测试中出现的问题,运用有限元技术,分析惯导平台结构系统动态特性。第一章介绍了论文的研究对象、背景及意义和国内外现状;第二章分析惯导平台运动学,进行相关的建模,分析,给出摆动等调校技术;第三章阐述惯导平台动力学分析,及振动控制技术;第四章进行巡航导弹惯导平台动力学分析;最后给出结论。论文研究的成功,不仅使改进后的平台系统能为陀螺、加速度计等精密敏感惯性器件提供更理想的动态工作环境,更对今后同型号平台的结构设计和优化具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究对象
• 1.2 论文的背景及意义
• 1.3 论文研究的国内外现状
• 1.4 巡航导弹与惯性导航简介
• 1.4.1 巡航导弹惯导技术
• 1.4.2 惯性导航技术的发展
• 1.5 论文主要研究内容
• 第2章 导弹及三轴平台运动学
• 2.1 概述
• 2.2 坐标系定义及其转换
• 2.2.1 坐标系定义
• 2.2.2 坐标系转换
• 2.3 导弹运动模型的建立
• 2.3.1 建立导弹运动模型的常用假设
• 2.3.2 导弹运动模型
• 2.4 三轴陀螺稳定平台
• 2.4.1 三轴平台简介
• 2.4.2 角速度耦合关系分析
• 2.5 平台式惯性导航系统
• 2.6 基本方案的选择
• 2.7 本章小结
• 第3章 惯导平台动力学分析
• 3.1 概述
• 3.2 结构静力学分析
• 3.3 机械结构动态分析方法概述
• 3.4 结构动力学分析
• 3.4.1 弹性动力学问题基本方程
• 3.4.2 动态三维有限元求解方程的建立
• 3.4.3 结构模态分析
• 3.4.4 动力响应问题的求解方法
• 3.5 实验模态分析的理论基础
• 3.5.1 系统传递函数与模态参数的关系
• 3.5.2 模态参数识别
• 3.6 惯导平台结构系统振动的数学模型及其传函关系
• 3.7 振动控制方法研究
• 3.7.1 结构设计阶段的振动控制方法研究
• 3.7.2 结构改进和优化阶段的振动控制方法研究
• 3.8 本章小结
• 第4章 巡航导弹惯导平台动力学分析
• 4.1 引言
• 4.2 有限元分析基本概念
• 4.3 有关软件的概述
• 4.4 导平台结构系统各部件的有限元模型的建立
• 4.4.1 惯导平台内、外环结构的有限元模型的建立
• 4.4.2 惯导平台中环结构的有限元模型的建立
• 4.4.3 惯导平台台体结构的有限元模型的建立
• 4.4.4 惯导平台结构及其有限元模型的建立
• 4.5 导弹惯导平台系统动力学分析
• 4.5.1 有限元模型处理
• 4.5.2 惯导平台的求解
• 4.5.3 计算结果
• 4.5.4 模态计算结果分析
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
• 致谢