三轴姿态模拟器结构设计及机械精度特性分析研究

摘要

姿态模拟器作为制导系统研制的关键设备,主要用来模拟导弹等飞行器的运动姿态,从而对系统的性能进行分析和完善。由于其研制成本相对较低,可以重复测试,有效提高了飞行器的研制效率,并且随着姿态模拟器研制水平的不断提高,测试和仿真效果越来越接近实际情况,因此得到了航空航天等国防领域的普遍重视。
　　随着制导系统精度、快速性等性能要求的不断提高,对姿态模拟器提出了更高的静、动态指标要求,并且由于姿态模拟器在国防领域的重要性,美国等发达国家对我国进行严格的技术封锁,因此研发关键零部件和研制高性能姿态模拟器具有极为重要的意义。
　　姿态模拟器设计主要包括结构设计和控制系统设计,本文根据用户提出的技术指标,主要对三轴姿态模拟器进行结构设计,具体研究内容如下:
　　首先,在满足技术指标要求下,确定三轴姿态模拟器总体设计方案,分别对各个轴系进行设计,并应用 AutoCAD和 Pro/E软件绘制三轴姿态模拟器二维图和三维图。
　　其次,利用 ANSYS有限元分析软件建立三轴姿态模拟器有限元模型,对其进行静力学和模态特性分析,并通过处理分析结果,验证最大应力、最大变形、模态频率等指标是否满足要求。
　　然后,结合使用 BP神经网络和正交表,对三轴姿态模拟器外框架进行结构参数优化设计,使其固有频率在满足系统要求的情况下,质量和转动惯量最小。
　　最后,对三轴姿态模拟器进行机械精度特性分析研究,通过不断地检测调整,使三个轴系的垂直度、相交度满足技术指标要求。

目录

三轴姿态模拟器结构设计及机械精度特性分析研究

STRUCTURAL DESIGN OF THREE-AXIS ATTITUDE SIMULATOR AND RESEARCH ON MECHANICAL ACCURACY CHARACTERISTICS

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及研究目的和意义

1.2 国内外姿态模拟器研究概况

1.3 姿态模拟器结构设计概况

1.4 论文主要研究内容

第2章 三轴姿态模拟器结构设计

2.1 引言

2.2 三轴姿态模拟器主要技术指标

2.3 总体结构设计方案

2.4 三轴姿态模拟器轴系设计

2.5 三轴姿态模拟器关键零部件选型

2.6 本章小结

第3章 机械结构静力学和模态特性分析

3.1 引言

3.2 三轴姿态模拟器结构静力学分析

3.3 三轴姿态模拟器模态特性分析

3.4 本章小结

第4章 外框架结构参数优化设计

4.1 引言

4.2 结构优化设计基本理论

4.3 人工神经网络基本原理

4.4 基于神经网络的外框架结构参数优化

4.5 基于线性规划的外框架结构参数优化

4.6 本章小结

第5章 三轴姿态模拟器机械精度检测分析研究

5.1 引言

5.2 机械精度检测所用设备

5.3 三轴姿态模拟器垂直度检测

5.4 三轴姿态模拟器相交度检测

5.5 本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致 谢