由于半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺的體積小、重量輕、成本低，其已成為導引頭技術的研究重點，并且對其穩(wěn)定與跟蹤精度的要求越來越高。為提高其穩(wěn)定與跟蹤精度，本文針對某半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺，在對半捷聯(lián)穩(wěn)定平臺運動學、動力學以及穩(wěn)定機理分析的基礎上，討論了影響穩(wěn)定平臺精度的各項誤差來源，并對誤差的作用規(guī)律、誤差建模、參數(shù)標定與誤差補償?shù)葐栴}展開了深入的分析與探討。論文首先基于李群李代數(shù)理論，結(jié)合半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺結(jié)構(gòu)，采用局部指數(shù)積方法描述框架姿態(tài)關系，并詳細討論了彈體與穩(wěn)定平臺框架間的速度與加速度間的耦合關系，同時給出了光軸在慣性空間的穩(wěn)定方程，討論了兩種半捷聯(lián)穩(wěn)定方案的優(yōu)缺點。在運動學分析的基礎上，運用繞動點轉(zhuǎn)動的動量矩定理，建立了半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺俯仰軸與偏航軸的動力學方程，其中包含慣量耦合力矩與框架質(zhì)量不平衡力矩的具體數(shù)學模型。針對半捷聯(lián)導引頭穩(wěn)定平臺，對框架最大角速度與角加速度、慣量耦合力矩以及質(zhì)量不平衡力矩進行數(shù)值仿真分析，為高精度控制系統(tǒng)設計打下了基礎。在分析半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺各項誤差源的基礎上，根據(jù)多體系統(tǒng)的運動學誤差建模理論建立了光軸指向誤差模型；通過Matlab計算，分析了各項誤差對光軸... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

半捷聯(lián)穩(wěn)定平臺在導彈中的應用

圖 2.1 光電穩(wěn)定平臺結(jié)構(gòu)示意圖2.3 半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺運動學分析2.3.1 數(shù)學基礎2.3.1.1 齊次坐標變換在對空間物體的運動進行分析時，描述運動的方法有很多。例如 PIOGRA圖[51]、齊次坐標變換法[59]、D-H 變換法[90]、空間矢量鏈法[111]等。其中較基本方法是齊次坐標變換法。在描述空間物體的位姿或運動時，一般將其看作剛體來處理。三維空間中剛體的位姿由固聯(lián)在剛體上的坐標系在空間中的位置與姿態(tài)來描述。如圖 2.2 示，描述剛體 1 位姿的坐標系，由三個相互垂直的單位向量所規(guī)定，其Tx y z n n n n 表示1 1O X 軸相對基坐標系的 3 個方向矢量，x y z o o o o表示1 1O Y 軸相對基坐標系的 3 個方向矢量，Tx y z a a a a 表示1 1O Z 軸相對

圖 2.9 角速度補償穩(wěn)定原理由上述分析可知，角位置補償方法不需要對角度測量值進行微分，但是取彈體姿態(tài)角的積分算法，容易產(chǎn)生誤差累積，因此要求具有較高測量性測量器件，并且算法較復雜。角速度補償方法是角速率陀螺穩(wěn)定平臺代方法，即用彈體角速度與框架角速度的信息融合代替原來速率陀螺的測，這種方案算法簡單，可以直接提取視線角速率，但是需要對框架角位分，在測速噪聲較大時，將給框架速度環(huán)引入微分噪聲。 本章小結(jié)本章介紹了兩軸雙框架半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺的基本組成，研究了穩(wěn)定平學機理。在建立的系統(tǒng)坐標系下，分析了穩(wěn)定平臺框架的角位置、角速速度，在此基礎上，討論了平臺的半捷聯(lián)穩(wěn)定機理以及比較了角位置補度補償兩種半捷聯(lián)穩(wěn)定方案的優(yōu)缺點。本章為后續(xù)動力學建模與平臺誤差分析等打下了基礎。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3132632