本文關鍵詞：帶柔性梁的Stewart平臺的衛(wèi)星微振動動力學研究

  更多相關文章： Stewart平臺 柔性懸臂梁 Kane方法 固有頻率 傳遞函數(shù) 動響應

【摘要】：近年來,航天領域中高精密儀器的使用越來越廣泛,這就對航天器適應復雜環(huán)境的能力提出了更高的要求。比如裝載高分辨率攝像機的高分辨率遙感衛(wèi)星就需要更好的“超靜”力學環(huán)境,因此抑制航天器微振動技術的發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。Stewart平臺是一種高精度的多自由度隔振平臺,對其進行動力學分析有助于隔振技術的深入研究。本文對施加了柔性懸臂梁的Stewart平臺進行了包括固有頻率、傳遞函數(shù)、模態(tài)振型和動響應在內的動力學特性分析,具體如下:(1)采用Kane方法的矩陣形式建立了帶有柔性懸臂梁的Stewart隔振平臺的非線性動力學模型,并根據(jù)衛(wèi)星微振動和微重力的特點忽略了方程中的幾何非線性項和重力項。再根據(jù)作動器軸向力的線性假設,建立了平臺線性模型的工作空間形式。(2)使用MATLAB對線性動力學模型進行了編程,使用ADAMS建立了隔振平臺剛柔耦合仿真模型,獲得了系統(tǒng)的固有頻率和傳遞函數(shù)的解析結果和仿真結果,驗證了理論模型的正確性,并得出系統(tǒng)具有耦合性。分析了有懸臂梁、無懸臂梁和懸臂梁相對于上平臺質心的位置對平臺整體的固有頻率的影響、懸臂梁相對于上平臺質心的位置對模態(tài)振型的影響和相同基礎激勵下懸臂梁位置對懸臂梁頂端動響應的影響以及剛性和柔性桿件對其頂端動響應的影響。(3)按各部件的給定尺寸搭建了帶有柔性懸臂梁的Stewart平臺實物,并進行了縱向正弦掃頻實驗,測出了縱向的加速度傳遞函數(shù),與縱向仿真結果對比,再次驗證了理論模型的正確性。
【關鍵詞】：Stewart平臺 柔性懸臂梁 Kane方法 固有頻率 傳遞函數(shù) 動響應
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V414
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題的研究背景、目的和意義9-15
• 1.3 Stewart隔振平臺國內外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 Stewart隔振平臺建模方法研究現(xiàn)狀16
• 1.3.2 Stewart隔振平臺振動控制研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4 本文主要研究內容19-21
• 第2章 帶柔性懸臂梁的Stewart平臺動力學建模21-37
• 2.1 帶基礎激勵平臺模型的描述21-22
• 2.2 基于Kane方程的動力學建模22-36
• 2.2.1 坐標系的描述22-24
• 2.2.2 單個支腿的運動學分析24-27
• 2.2.3 柔性懸臂梁的運動學分析27-28
• 2.2.4 柔性懸臂梁的剛度和阻尼分析28-29
• 2.2.5 作動器軸向力分析29-30
• 2.2.6 平臺的動力學建模30-36
• 2.3 本章小結36-37
• 第3章 模型編程與仿真驗證以及動力學分析37-76
• 3.1 固有頻率編程與仿真驗證37-41
• 3.2 同向傳遞函數(shù)編程與仿真驗證41-48
• 3.2.1 激勵與輸出均為X方向的傳遞函數(shù)對比分析41-43
• 3.2.2 激勵與輸出均為Y方向的傳遞函數(shù)對比分析43-46
• 3.2.3 激勵與輸出均為Z方向的傳遞函數(shù)對比分析46-48
• 3.3 不同向位移傳遞函數(shù)對比分析48-52
• 3.3.1 激勵與輸出為X向和Z向位移傳遞函數(shù)雙向對比48-49
• 3.3.2 激勵與輸出為Y向和Z向位移傳遞函數(shù)雙向對比49-50
• 3.3.3 激勵與輸出為X向和Y向位移傳遞函數(shù)雙向對比50-52
• 3.4 懸臂梁對平臺固有頻率和模態(tài)影響對比分析52-57
• 3.4.1 有無懸臂梁和懸臂梁偏心對固有頻率影響對比分析52-53
• 3.4.2 懸臂梁正心與偏心的模態(tài)振型對比分析53-57
• 3.5 動響應對比分析57-74
• 3.5.1 上平臺質心與正心懸臂梁頂端動響應對比分析57-63
• 3.5.2 正心懸臂梁頂端與偏心懸臂梁頂端動響應對比分析63-69
• 3.5.3 正心剛化梁和正心柔性梁頂端動響應對比分析69-74
• 3.6 本章小結74-76
• 第4章 平臺實驗76-84
• 4.1 實驗設備介紹76-77
• 4.2 平臺實物介紹77-79
• 4.3 測試平臺傳遞函數(shù)的振動臺實驗79-82
• 4.3.1 實驗方案79
• 4.3.2 實驗過程79-81
• 4.3.3 實驗結果81-82
• 4.4 實驗結果與仿真結果對比分析82
• 4.5 本章小結82-84
• 結論84-86
• 參考文獻86-92
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文及其他成果92-94
• 致謝94

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本文編號：541365