基于超聲電機的航天器高精密掃描驅(qū)動控制技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-07-30 09:18
衛(wèi)星掃描驅(qū)動控制系統(tǒng)是衛(wèi)星載荷的重要組成部分,直接關(guān)系到整個衛(wèi)星系統(tǒng)的性能好壞。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,軍民領(lǐng)域應(yīng)用需求的增加,以微波載荷為代表的航天器載荷對衛(wèi)星上掃描驅(qū)動機構(gòu)的重量、指向精度、速度穩(wěn)定度等性能指標提出了更高的要求。傳統(tǒng)的掃描驅(qū)動機構(gòu)是電磁電機驅(qū)動的,存在體積大、重量重,響應(yīng)慢等問題,并且都需要齒輪等傳動裝置,而引入齒輪傳動就會帶來齒輪間隙、回程誤差及抖動等問題,影響掃描機構(gòu)運動的性能,在精度上無法滿足新一代高分衛(wèi)星載荷對掃描驅(qū)動機構(gòu)的要求。由于超聲電機具有可直接驅(qū)動及斷電自鎖的特性,可以省去減速、傳動、自鎖裝置,大大簡化了掃描驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計,使整個機構(gòu)更加簡單緊湊,有助于實現(xiàn)輕量化;同時超聲電機具有轉(zhuǎn)速低、位置分辨率高、不受電磁場干擾等特點,使得超聲電機是輕量化、低轉(zhuǎn)速、高精度的掃描驅(qū)動機構(gòu)的理想驅(qū)動器。因此,本研究在調(diào)研國內(nèi)外掃描驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動形式的基礎(chǔ)上,針對微波載荷掃描驅(qū)動技術(shù)的需求,提出以超聲電機作為驅(qū)動器來設(shè)計出一種結(jié)構(gòu)輕量化、高精度、高速度穩(wěn)定度的掃描驅(qū)動機構(gòu)。本文以旋轉(zhuǎn)行波型超聲電機為驅(qū)動部件,設(shè)計了一款掃描驅(qū)動機構(gòu),重量為2.35kg,僅為步進加諧波減速器方...
【文章來源】:上海海洋大學上海市
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
面陣掃描成像在軌工作過程
探測儀掃描機構(gòu)指向機構(gòu)掃描驅(qū)動機構(gòu)維掃描 一維掃描 二維掃描 一維掃描 進電機直流有刷電機直流有刷電機直流無刷電機2.9kg 14.8kg 4.3kg 12.2W 2.9W 5″ 4″ 11mrad 的掃描機構(gòu)荷中的 HRG 相機是采用步進電機驅(qū)動的力矩為 4.7N·m。并采用測量精度為±15如圖 1-2 所示,掃描驅(qū)動機構(gòu)的總重大
圖 1-3 大氣探測儀掃描機構(gòu)示意圖Fig.1-3 Scanning mechanism of atmospheric detector主要執(zhí)行探測、定標和指向三種工作模式。在中小尺機構(gòu)采用 1/2 正弦周期進行加、減速。探測過程如圖 1按小步大步交錯的方式步進 15 步,兩次步進間隔 39s,描驅(qū)動機構(gòu)共步進 2 步,探測 3 個位置。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]空間掃描機構(gòu)控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J]. 徐振宇,左剛,吳振國. 空間電子技術(shù). 2016(04)
[2]步進電機基于專家PID的轉(zhuǎn)速控制[J]. 彭翾,孟婥,孫以澤. 自動化與儀表. 2016(07)
[3]基于超聲電機的輕型指向機構(gòu)及其指向誤差分析[J]. 田咪,何志平,陳凱,呂剛,王建宇. 紅外與激光工程. 2015(07)
[4]PID控制參數(shù)優(yōu)化方法及基于MATLAB的仿真[J]. 張建. 信息通信. 2013(02)
[5]基于MSP430的超聲電機小型驅(qū)動器[J]. 俞浦,李華峰,李杰. 微型機與應(yīng)用. 2011(18)
[6]PID控制器簡介及參數(shù)整定方法[J]. 潘汝濤. 科技信息. 2011(07)
[7]國外空間光學掃描機構(gòu)現(xiàn)狀[J]. 汪逸群,齊心達. 光機電信息. 2010(12)
[8]變結(jié)構(gòu)PID在大型望遠鏡速度控制中的應(yīng)用[J]. 張斌,李洪文,郭立紅,孟浩然,王建立,陰玉梅. 光學精密工程. 2010(07)
[9]21位光電編碼器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[J]. 趙長海,萬秋華,王樹潔,盧新然. 電子測量與儀器學報. 2010(06)
[10]基于可編程片上系統(tǒng)的超聲電機小型驅(qū)動電源[J]. 李華峰,冒俊,馬春苗,趙淳生. 壓電與聲光. 2009(03)
博士論文
[1]用于空間環(huán)境的超聲電機的研究[D]. 蘆小龍.南京航空航天大學 2014
[2]直線超聲電機驅(qū)動的平面3-PRR并聯(lián)平臺視覺精密定位關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 周麗平.南京航空航天大學 2013
[3]基于音圈電機驅(qū)動的航空相機像面掃描系統(tǒng)研究[D]. 楊守旺.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2011
[4]模糊控制在光電跟蹤伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 韓曉泉.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2005
碩士論文
[1]星載高精度太陽輻照光譜儀波長掃描機構(gòu)研究[D]. 許典.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 2016
[2]一種高穩(wěn)定度掃描驅(qū)動控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 孫繼友.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]超聲電機驅(qū)動控制技術(shù)的研究[D]. 牛德森.南京航空航天大學 2015
[4]毫米波無源成像系統(tǒng)伺服掃描機構(gòu)設(shè)計及其控制單元實現(xiàn)[D]. 蘭森榕.電子科技大學 2015
[5]基于PSoC的直線超聲電機速度控制研究[D]. 胥兆麗.南京航空航天大學 2013
[6]行波型超聲電機穩(wěn)定性及其控制策略研究[D]. 張帆.重慶大學 2013
[7]基于DSP/FPGA的直線型超聲電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究[D]. 孫霖.南京航空航天大學 2012
[8]用于玻璃基納米孔成形的進給系統(tǒng)驅(qū)動控制研究[D]. 夏孝云.南京航空航天大學 2012
[9]超聲電機在磁懸浮飛輪鎖緊裝置中的應(yīng)用研究[D]. 李曉牛.南京航空航天大學 2012
[10]衛(wèi)星天線掃描機構(gòu)控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 徐振宇.西安電子科技大學 2012
本文編號:3311146
【文章來源】:上海海洋大學上海市
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
面陣掃描成像在軌工作過程
探測儀掃描機構(gòu)指向機構(gòu)掃描驅(qū)動機構(gòu)維掃描 一維掃描 二維掃描 一維掃描 進電機直流有刷電機直流有刷電機直流無刷電機2.9kg 14.8kg 4.3kg 12.2W 2.9W 5″ 4″ 11mrad 的掃描機構(gòu)荷中的 HRG 相機是采用步進電機驅(qū)動的力矩為 4.7N·m。并采用測量精度為±15如圖 1-2 所示,掃描驅(qū)動機構(gòu)的總重大
圖 1-3 大氣探測儀掃描機構(gòu)示意圖Fig.1-3 Scanning mechanism of atmospheric detector主要執(zhí)行探測、定標和指向三種工作模式。在中小尺機構(gòu)采用 1/2 正弦周期進行加、減速。探測過程如圖 1按小步大步交錯的方式步進 15 步,兩次步進間隔 39s,描驅(qū)動機構(gòu)共步進 2 步,探測 3 個位置。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]空間掃描機構(gòu)控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J]. 徐振宇,左剛,吳振國. 空間電子技術(shù). 2016(04)
[2]步進電機基于專家PID的轉(zhuǎn)速控制[J]. 彭翾,孟婥,孫以澤. 自動化與儀表. 2016(07)
[3]基于超聲電機的輕型指向機構(gòu)及其指向誤差分析[J]. 田咪,何志平,陳凱,呂剛,王建宇. 紅外與激光工程. 2015(07)
[4]PID控制參數(shù)優(yōu)化方法及基于MATLAB的仿真[J]. 張建. 信息通信. 2013(02)
[5]基于MSP430的超聲電機小型驅(qū)動器[J]. 俞浦,李華峰,李杰. 微型機與應(yīng)用. 2011(18)
[6]PID控制器簡介及參數(shù)整定方法[J]. 潘汝濤. 科技信息. 2011(07)
[7]國外空間光學掃描機構(gòu)現(xiàn)狀[J]. 汪逸群,齊心達. 光機電信息. 2010(12)
[8]變結(jié)構(gòu)PID在大型望遠鏡速度控制中的應(yīng)用[J]. 張斌,李洪文,郭立紅,孟浩然,王建立,陰玉梅. 光學精密工程. 2010(07)
[9]21位光電編碼器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[J]. 趙長海,萬秋華,王樹潔,盧新然. 電子測量與儀器學報. 2010(06)
[10]基于可編程片上系統(tǒng)的超聲電機小型驅(qū)動電源[J]. 李華峰,冒俊,馬春苗,趙淳生. 壓電與聲光. 2009(03)
博士論文
[1]用于空間環(huán)境的超聲電機的研究[D]. 蘆小龍.南京航空航天大學 2014
[2]直線超聲電機驅(qū)動的平面3-PRR并聯(lián)平臺視覺精密定位關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 周麗平.南京航空航天大學 2013
[3]基于音圈電機驅(qū)動的航空相機像面掃描系統(tǒng)研究[D]. 楊守旺.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2011
[4]模糊控制在光電跟蹤伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 韓曉泉.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2005
碩士論文
[1]星載高精度太陽輻照光譜儀波長掃描機構(gòu)研究[D]. 許典.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 2016
[2]一種高穩(wěn)定度掃描驅(qū)動控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 孫繼友.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]超聲電機驅(qū)動控制技術(shù)的研究[D]. 牛德森.南京航空航天大學 2015
[4]毫米波無源成像系統(tǒng)伺服掃描機構(gòu)設(shè)計及其控制單元實現(xiàn)[D]. 蘭森榕.電子科技大學 2015
[5]基于PSoC的直線超聲電機速度控制研究[D]. 胥兆麗.南京航空航天大學 2013
[6]行波型超聲電機穩(wěn)定性及其控制策略研究[D]. 張帆.重慶大學 2013
[7]基于DSP/FPGA的直線型超聲電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究[D]. 孫霖.南京航空航天大學 2012
[8]用于玻璃基納米孔成形的進給系統(tǒng)驅(qū)動控制研究[D]. 夏孝云.南京航空航天大學 2012
[9]超聲電機在磁懸浮飛輪鎖緊裝置中的應(yīng)用研究[D]. 李曉牛.南京航空航天大學 2012
[10]衛(wèi)星天線掃描機構(gòu)控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 徐振宇.西安電子科技大學 2012
本文編號:3311146
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