一种导引头伺服机构结构设计与仿真分析

摘要

导引头系统可以实现对目标捕获、跟踪、定位和稳定等功能，广泛应用于精确制导武器。导引头伺服机构用于为光电探测器提供惯性稳定的物理平台，是导引头系统的核心部件之一，其结构性能的优劣直接影响着导引头系统的整体性能[1]。导引头伺服机构作为制导武器重要组成部分，正在朝着高精度、轻量化、高带宽、灵巧型的方向发展。
　　导引头伺服机构系统一般由驱动电机、传动结构部件和执行机构等几个部分组成，其中传动结构部件的机械特性对整个伺服机构系统的性能指标有重大影响，比如系统指向精度、系统工作带宽以及整个系统的机构结构紧凑性等。因此，提高导引头伺服机构机械传动部件的精度显得尤为迫切。
　　在这种情况下，本文从工程设计实际应用角度论述了导引头伺服机构系统机械结构设计的过程，将伺服机构设计过程流程化。同时，采用Mathcad作为设计计算软件，编制了伺服机构系统结构设计计算书，为开展伺服机构优化设计，以及快速改型设计提供计算依据。

目录

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摘要

图目录

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 导引头伺服机构结构和传动方式的发展状况

1．3 论文的主要研究内容与章节安排

1．3．1 论文的主要研究内容

1．3．2 论文的章节安排

2 导引头结构分析

2．1 伺服机构组成

2．2 影响伺服性能的主要机械因素分析

2．3 伺服机构性能指标分析

2．4 对结构设计的要求

3 伺服机构机械结构设计

3．1 机械结构方案设计

3．1．1 传动方式

3．1．2 传动比选择

3．1．3 测角方式

3．1．4 减速传动方案选择

3．2 机械结构设计

3．2．1 俯仰组件结构

3．2．2 方位组件结构

3．2．3 消隙结构

3．2．4 配重结构

3．3 关键器件选型与分析

3．3．1 伺服电机

3．3．2 陀螺仪

4 伺服机构工程设计计算

4．1 设计参数输入

4．2 伺服机构载荷计算

4．3 电机校核

5 伺服机构设计分析

5．1 运动仿真与动态干涉检查

5．1．1 运动仿真

5．1．2 干涉的解决办法

5．2 运动学与精度分析

5．2．1 角度范围计算

5．2．2 角速度计算

5．2．3 转动角加速度

5．2．4 精度分析

5．3 虚拟装配分析

5．4 结构静力学分析

5．4．1 俯仰载体安装架

5．4．2 俯仰支架

5．4．3 俯仰轴

5．4．4 方位架

5．4．5 底座

5．5 结构模态分析

5．5．1 自由状态

5．5．2 俯仰0度方位0度

5．5．3 俯仰50度方位0度

5．5．4 仰0度方位50度

5．5．5 俯仰36．7度方位36．7度

6 结论与展望

致谢

参考文献