三轴稳定跟踪平台设计与研究

论文摘要

近年来,稳定平台技术的不断发展使其不仅在航空、航海等国防领域受到各国的日益重视,而且在环境监控、地质探测等民用领域中也得到了越来越广泛的应用。本文着眼于三轴稳定平台的结构设计及静力学特性分析,研究内容包括以下几个方面：首先,介绍了国内外平台框架的发展概况。通过分析几种平台结构及性能,从中选取最佳的平台框架结构形式。其次,在确定机构的总体设计方案的基础上,对主要框架进行结构设计。根据设计参数,计算稳定平台在工作中所受的载荷,以此为依据选择电机和编码器等驱动和检测元件。同时,对关键零件进行了强度校核计算。再次,对稳定平台的各框架进行了有限元分析,根据分析结果,对框架进行结构优化设计并提出对框架结构的改进方案。最后,对三轴稳定平台进行了动力学仿真,根据分析结果,得到设计中所选用的电机能够满足要求的结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的意义和目的
• 1.2 稳定平台概述
• 1.3 研究现状及发展趋势
• 1.4 课题研究的主要内容
• 第2章 三轴稳定跟踪平台的总体设计
• 2.1 稳定平台总体结构分析
• 2.1.1 稳定平台的技术要求
• 2.1.2 稳定平台的机械结构设计
• 2.2 载荷分析与计算
• 2.2.1 内框载荷分析与计算
• 2.2.2 中框载荷分析与计算
• 2.2.3 外框载荷分析与计算
• 2.2.4 载荷综合
• 2.3 驱动方式及驱动元件的选择
• 2.3.1 驱动方式及驱动元件的选择原则和方法
• 2.4 电机的选取
• 2.4.1 内框电机的选取
• 2.4.2 中框电机的选取
• 2.4.3 外框电机的选取
• 2.5 传感器的选取
• 2.5.1 编码器的选取
• 2.5.2 限位传感器的选取
• 2.5.3 测速电机的选取
• 2.6 本章小结
• 第3章 框架的三维建模及有限元分析
• 3.1 框架的三维建模
• 3.1.1 Pro/E软件建模流程
• 3.1.2 框架的三维实体模型的建立
• 3.2 框架的有限元分析
• 3.2.1 ANSYS软件简介
• 3.2.2 框架的特性分析
• 3.2.3 内框的有限元分析
• 3.2.4 中框的有限元分析
• 3.2.5 外框的有限元分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 框架结构优化设计
• 4.1 基本概念
• 4.2 优化过程
• 4.2.1 优化参数选取
• 4.2.2 确定目标函数
• 4.2.3 优化方法的选择
• 4.2.4 优化结果
• 4.3 结构改进
• 4.4 本章小结
• 第5章 三轴稳定跟踪平台的动力学模型
• 5.1 三轴稳定跟踪平台的运动仿真
• 5.2 三轴跟踪转台的动力学仿真
• 5.2.1 ADAMS软件简介
• 5.2.2 三轴跟踪转台的动力学仿真与分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢