空間二維指向機(jī)構(gòu)是空間遙感衛(wèi)星的關(guān)鍵部件,它能夠?qū)崿F(xiàn)對目標(biāo)的搜索、跟蹤和捕獲的功能。隨著對空間任務(wù)要求的不斷提高,提高指向機(jī)構(gòu)的精度成為提升衛(wèi)星性能的關(guān)鍵。本文主要分析靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差對空間二維指向機(jī)構(gòu)精度的影響。首先,采用“接觸-分離”二狀態(tài)模型對機(jī)構(gòu)含間隙運(yùn)動副進(jìn)行描述,用非線性彈簧阻尼模型等效運(yùn)動副間隙處的接觸碰撞力,用改進(jìn)的庫侖力模型等效運(yùn)動副的切向摩擦力。用牛頓-歐拉對含間隙二維指向機(jī)構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)建模。其次,提出二維指向機(jī)構(gòu)靜態(tài)誤差分析方法,即找出該機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及加工中產(chǎn)生的誤差源,將誤差源進(jìn)行分類、疊加到三個(gè)軸線上,利用D-H法建立二維指向機(jī)構(gòu)靜態(tài)誤差模型。通過MATLAB對誤差模型進(jìn)行求解,得到各個(gè)誤差源作用下,誤差隨機(jī)構(gòu)位姿變化曲面圖,并分析各個(gè)誤差源對機(jī)構(gòu)精度的影響。然后,通過MATLAB軟件對含間隙二維指向機(jī)構(gòu)動力學(xué)進(jìn)行求解,得到不同條件下機(jī)構(gòu)的運(yùn)動副接觸變形、速度、角速度和位移等變化曲線圖,并進(jìn)行比較,對關(guān)節(jié)間隙、剛度和阻尼等因素對機(jī)構(gòu)精度和穩(wěn)定性的影響進(jìn)行分析。最后,建立二維指向機(jī)構(gòu)攝動誤差補(bǔ)償模型,通過仿真對二維指向機(jī)構(gòu)補(bǔ)償前和補(bǔ)償后的位置誤差曲線進(jìn)行對... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

高精度兩維指向擺鏡

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文于提高二維指向機(jī)構(gòu)的精度與研究動力學(xué)運(yùn)動特性，為該機(jī)構(gòu)的精度分析及誤補(bǔ)償提供參考。1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1 二維指向機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀空間指向機(jī)構(gòu)[6]是依附在空間衛(wèi)星上用于實(shí)現(xiàn)跟蹤定位功能的機(jī)構(gòu)，根據(jù)構(gòu)形式的不同分為串聯(lián)指向機(jī)構(gòu)和并聯(lián)指向機(jī)構(gòu)。其中串聯(lián)指向機(jī)構(gòu)可以分為軸指向機(jī)構(gòu)、雙軸指向機(jī)構(gòu)、三軸指向機(jī)構(gòu)和多軸指向機(jī)構(gòu)，以雙軸指向機(jī)構(gòu)為常見。國內(nèi)郝斌和胡順[7]對兩維指向擺鏡進(jìn)行了研制，結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示，文中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵部件的選型和精度分析進(jìn)行了介紹。

第 1 章 緒 論行了評估。制訂了該機(jī)構(gòu)的可靠性試驗(yàn)方法，建立了機(jī)構(gòu)的可靠性測試和標(biāo)體系，并對故障模式及影響進(jìn)行了分析。魏志明和馬動濤[13]等對空間照明二維指向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究，從對該機(jī)構(gòu)問題入手，提出了一種長壽命、高可靠性的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)伺服控制該方案控制穩(wěn)定、原理簡單、可靠性強(qiáng)，對于壽命長、體積小、速度低的向機(jī)構(gòu)的控制具有很高的適用性。20 世紀(jì) 80 年代，國外的空間衛(wèi)星用二維指向機(jī)構(gòu)技術(shù)發(fā)展非常迅速，美RW 公司、Honey-well 公司和 Matra Marconi 公司研制出了多個(gè)衛(wèi)星用二機(jī)構(gòu)[14-16]，日本也成功研制了 ETS-Ⅷ衛(wèi)星用二維指向機(jī)構(gòu)[17]。Aria Alasty[18]對三軸指向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析，該機(jī)構(gòu)如圖 1-3 所示。對該機(jī)工、安裝、調(diào)試誤差進(jìn)行了歸納，建立了該三軸指向機(jī)構(gòu)的雅克比矩陣，了該機(jī)構(gòu)的誤差和其雅克比矩陣之間的聯(lián)系。


本文編號：3411024