無(wú)多余力矩負(fù)載模擬器建模與彈道仿真.pdf

1、飛行器負(fù)載力矩模擬器是一種被動(dòng)式的力矩或力控制設(shè)備，能夠以較高精度模擬各種復(fù)雜的、甚至是快速變化的力矩或力函數(shù)。利用負(fù)載力矩模擬器即可進(jìn)行導(dǎo)彈、飛機(jī)等飛行器舵機(jī)系統(tǒng)的地面模擬試驗(yàn)。這樣在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)便可模擬出飛行器真實(shí)航行的狀態(tài)，模擬飛行器在飛行時(shí)的受力情況，可見(jiàn)模擬試驗(yàn)相比實(shí)彈試驗(yàn)大大節(jié)省了研制周期和成本。但在傳統(tǒng)負(fù)載模擬器結(jié)構(gòu)中，加載電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)承載舵機(jī)，因此舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)勢(shì)必會(huì)對(duì)加載電機(jī)造成擾動(dòng)，從而帶來(lái)多余力矩問(wèn)題。所以如何通過(guò)結(jié)構(gòu)和控

2、制上的優(yōu)化消除或部分消除多余力矩，對(duì)于負(fù)載模擬器的設(shè)計(jì)和研制具有重要意義。
　　本文在研究國(guó)內(nèi)外負(fù)載力矩模擬器的發(fā)展過(guò)程與研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，利用加載電機(jī)不直接驅(qū)動(dòng)承載舵機(jī)的思想，提出了新型無(wú)多余力矩負(fù)載力矩模擬器的三種結(jié)構(gòu)方案，并結(jié)合動(dòng)力學(xué)建模、彈道仿真、不確定度分析等環(huán)節(jié)對(duì)三種結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行可行性分析以及各方面優(yōu)缺點(diǎn)比較。
　　論文的研究?jī)?nèi)容主要圍繞以下六方面展開(kāi)：各方案運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，初步分析各方案的可行性；建立各方案動(dòng)力學(xué)模

3、型，使用Matlab和Adams軟件對(duì)負(fù)載模擬器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析；針對(duì)典型的力矩函數(shù)，使用Matlab軟件進(jìn)行彈道仿真，以復(fù)現(xiàn)飛行器航行時(shí)所受力矩；以動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ)，對(duì)負(fù)載模擬器進(jìn)行不確定度分析，得到各個(gè)方案輸出力矩的誤差數(shù)據(jù)；從運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和精度方面分析方案可行性；綜合比較三種方案在結(jié)構(gòu)緊湊性及合理性、精度、信號(hào)傳輸穩(wěn)定性等方面的優(yōu)劣。
　　本文完成了負(fù)載力矩模擬器三種結(jié)構(gòu)方案的建模、仿真和不確定分析，得到了可靠的動(dòng)力學(xué)模