位姿仿真平臺的設(shè)計與研究.pdf

1、三軸轉(zhuǎn)臺是飛行器及地面半實物仿真的關(guān)鍵設(shè)備,它可以模擬飛行器及宇航員在空間飛行時方位、俯仰、橫滾等姿態(tài)的運動。作為一種高精度的半實物仿真設(shè)備,三軸轉(zhuǎn)臺廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海等領(lǐng)域中。飛行器在太空中不可避免的遇到各種意外,在遭遇意外的的情況下,宇航員的運動軌跡將會發(fā)生急劇變化,此時宇航員的頭部將是意外環(huán)境中薄弱環(huán)節(jié),因此宇航員的頭部是保護的重點,制造頭部的防護裝置需要了解頭部在各種環(huán)境下的運動軌跡,即頭部的受力數(shù)據(jù),三軸轉(zhuǎn)臺可以在地面

2、實驗室模擬相似環(huán)境下頭部的運動軌跡。三軸轉(zhuǎn)臺的仿真數(shù)據(jù)直接影響到防護用具的研制與加工。仿真數(shù)據(jù)是制造宇航員防護用具的依據(jù),三軸轉(zhuǎn)臺的仿真數(shù)據(jù)直接關(guān)系到飛行器中的飛行員的生命安全。研制的仿真設(shè)備很多,但用于仿真數(shù)據(jù)驗證的設(shè)備卻不多。因此,設(shè)計一套集模擬仿真、數(shù)據(jù)輸出和數(shù)據(jù)驗證于一體的空間目標位姿仿真平臺非常重要。
　　 本文根據(jù)三軸轉(zhuǎn)臺的模擬仿真原理和攝像機拍攝位姿的可靠性設(shè)計了一套地面實驗室的仿真設(shè)備。
　　 首先設(shè)計了

3、一套用于仿真的三軸轉(zhuǎn)臺,而后利用UG軟件建立了三軸仿真轉(zhuǎn)臺的三維實體模型,并進行了運動仿真,驗證三個框架運動性能及整體平臺的運動性能。同時利用ANSYS軟件對三軸轉(zhuǎn)臺進行有限元分析,并設(shè)計一套攝像機拍攝裝置,對模擬目標的運動軌跡進行拍攝跟蹤?？刂葡到y(tǒng)依據(jù)攝像機拍攝的數(shù)據(jù)對三軸轉(zhuǎn)臺的仿真數(shù)據(jù)進行對比驗證。
　　 其次對空間目標位姿仿真平臺的機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進行了分析和設(shè)計。對三軸轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)進行了改進和創(chuàng)新,提高了轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)精度,