發(fā)布時間：2017-09-28 17:20

  本文關(guān)鍵詞：星球車輪地作用測控系統(tǒng)研究與設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 星球車 測控系統(tǒng) 地面力學(xué)模型 滑轉(zhuǎn)率

【摘要】：作為外部空間探測不可或缺的重要工具，星球車需要自主運行于星球表面。但是由于星球表面環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性，導(dǎo)致星球車極易出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)沉陷現(xiàn)象，從而給探測車的勘探任務(wù)提出了許多挑戰(zhàn)。車輪作為星球車與星壤直接接觸的部件，對于整車的移動性能有著決定性影響，深入研究輪地作用力學(xué)特性對于車輪驅(qū)動性能分析和星球車移動控制具有重要意義，因此在建立地面力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計功能完善的輪地作用測控系統(tǒng)十分必要。 本文基于地面力學(xué)理論，分析了車輪運動參數(shù)和土壤力學(xué)特性對輪地作用力學(xué)的影響，為模擬星球車車輪運行狀態(tài)，建立三種地面力學(xué)積分模型：車輪前進(jìn)模型、車輪側(cè)偏滾動模型以及車輪轉(zhuǎn)向模型，推導(dǎo)了積分模型集中力/力矩解析表達(dá)式。針對前進(jìn)模型方程組的高度耦合性和復(fù)雜非線性，解析了模型參數(shù)間耦合關(guān)系；結(jié)合模型解析結(jié)果和被動滑轉(zhuǎn)原理，系統(tǒng)研究星球車車輪滑轉(zhuǎn)率估計方法。 在詳細(xì)介紹俯仰土槽運動裝置和車輪滑轉(zhuǎn)測控裝置的基礎(chǔ)上，給出了針對星球表面環(huán)境的崎嶇地形模擬方法和確定了基于地面力學(xué)模型的輪地作用測試任務(wù)。根據(jù)任務(wù)需求設(shè)計輪地作用測控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，提出運動控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并存的劃分方式，進(jìn)而搭建了硬件系統(tǒng)平臺，給出了具體硬件配置。通過分析測控系統(tǒng)軟件總體設(shè)計方案，構(gòu)建了軟件系統(tǒng)模塊化體系；采用層次化和封裝化方式，開發(fā)了輪地作用測控系統(tǒng)軟件程序。 通過對試驗系統(tǒng)、試驗步驟和數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行分析，開展輪地相互作用試驗�；谲囕喦斑M(jìn)試驗和車輪側(cè)偏滾動試驗，研究了測試數(shù)據(jù)隨滑轉(zhuǎn)率的變化趨勢，為車輪驅(qū)動性能分析奠定基礎(chǔ)；基于車輪被動滑轉(zhuǎn)試驗，將滑轉(zhuǎn)率理論值和實際值進(jìn)行比較，，試驗結(jié)果驗證了力學(xué)模型和滑轉(zhuǎn)率估計方法的合理性和正確性。
【關(guān)鍵詞】：星球車 測控系統(tǒng) 地面力學(xué)模型 滑轉(zhuǎn)率
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V476;V416.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及研究的目的與意義10-11
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 課題研究的目的與意義10-11
• 1.2 地面力學(xué)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 試驗系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 主要研究內(nèi)容16-17
• 第2章 輪地作用力學(xué)模型研究及其應(yīng)用17-31
• 2.1 輪地作用力學(xué)影響因素17-21
• 2.1.1 車輪運動參數(shù)17-18
• 2.1.2 土壤力學(xué)特性18-21
• 2.2 輪地相互作用力學(xué)模型研究21-27
• 2.2.1 車輪前進(jìn)模型21-23
• 2.2.2 車輪側(cè)偏滾動模型23-25
• 2.2.3 車輪轉(zhuǎn)向模型25-27
• 2.3 星球車車輪滑轉(zhuǎn)率估計方法研究27-30
• 2.3.1 模型參數(shù)關(guān)系解析27-28
• 2.3.2 估計方法研究28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 星球車輪地作用測控系統(tǒng)設(shè)計31-47
• 3.1 輪地作用測控裝置31-34
• 3.2 測控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及硬件平臺搭建34-39
• 3.2.1 測控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)34-36
• 3.2.2 硬件配置36-39
• 3.3 測控系統(tǒng)軟件設(shè)計39-46
• 3.3.1 測控系統(tǒng)軟件總體設(shè)計39-40
• 3.3.2 軟件模塊化設(shè)計40-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 輪地相互作用試驗及分析47-55
• 4.1 試驗條件與設(shè)計47-48
• 4.2 車輪主動滑轉(zhuǎn)試驗48-52
• 4.2.1 前進(jìn)試驗48-51
• 4.2.2 側(cè)偏滾動試驗51-52
• 4.3 車輪被動滑轉(zhuǎn)試驗52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果60-61
• 致謝61

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄭永春;歐陽自遠(yuǎn);;太陽系探測的發(fā)展趨勢與科學(xué)問題分析[J];深空探測學(xué)報;2014年02期

本文編號：937096