半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)研究.pdf

1、傳統(tǒng)穩(wěn)定平臺(tái)多因機(jī)械強(qiáng)度不足、驅(qū)動(dòng)力小等原因無法滿足承載重型負(fù)載的設(shè)計(jì)要求?；趯?duì)傳統(tǒng)的串聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)和并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)性能特點(diǎn)的研究，為滿足重型艦載武器裝備對(duì)穩(wěn)定平臺(tái)承載技術(shù)指標(biāo)的要求，本文提出一種半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)能夠在承載重型艦載武器設(shè)備的同時(shí)，能夠隔離艦艇的橫搖、縱搖運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的干擾。本文主要圍繞半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)隔離擾動(dòng)原理、元器件選擇、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、有限元靜力分析、系統(tǒng)建模仿真等方面展開研究。

2、　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)穩(wěn)定平臺(tái)的發(fā)展?fàn)顩r，總結(jié)傳統(tǒng)穩(wěn)定平臺(tái)的特點(diǎn)與不足。根據(jù)重載穩(wěn)定平臺(tái)的性能要求，提出了一種半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。⑵根據(jù)半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)對(duì)驅(qū)動(dòng)能力的要求，采用基于高速電磁開關(guān)閥的數(shù)字式液壓馬達(dá)作為半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)元件。為了提高半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)的穩(wěn)定精度，采用光纖陀螺儀作為半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)的慣性測(cè)量元件。鑒于半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)屬于無實(shí)際轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定平臺(tái)且工作環(huán)境存在油污污染情況，采用

3、改裝過的磁柵尺作為半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)的角度測(cè)量元件。⑶機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，需設(shè)計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括半球形機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、預(yù)緊固定裝置、限位保護(hù)裝置、液壓支撐減震裝置。根據(jù)半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，分別對(duì)半球形橫滾機(jī)構(gòu)、半球形傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和半球形俯仰機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元靜力分析，并對(duì)不理想的部分進(jìn)行改進(jìn)。⑷對(duì)半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)的各半球形機(jī)構(gòu)之間的力矩耦合現(xiàn)象進(jìn)行分析。確定半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)的穩(wěn)定方案為：位置環(huán)、

4、速率外環(huán)與速率內(nèi)環(huán)結(jié)合構(gòu)成的三閉環(huán)穩(wěn)定方案。分別建立光纖陀螺、磁柵尺、測(cè)速電機(jī)和數(shù)字式液壓馬達(dá)的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)的三閉環(huán)穩(wěn)定方案，建立半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)穩(wěn)定方案的速率內(nèi)環(huán)穩(wěn)定回路、速率外環(huán)穩(wěn)定回路、位置環(huán)穩(wěn)定回路的數(shù)學(xué)模型。⑸通過分析未校正的半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)的性能，分別通過SISOTOOL設(shè)計(jì)速率內(nèi)環(huán)校正控制器GIV、速率外環(huán)校正控制器GOV和位置環(huán)校正控制器GP。通過Simulink得到半球形重載穩(wěn)定平臺(tái)的仿真圖，