伺服機構(gòu)是導引頭的核心部件,其動態(tài)性能的好壞直接決定了精確制導武器的工作性能。本文選題來源于國家自然科學基金,針對導引頭伺服機構(gòu)裝配過程中動態(tài)特性難以控制的問題,研究伺服機構(gòu)的諧振頻率、摩擦力矩及其不均勻性的在線檢測技術(shù),為伺服機構(gòu)的裝調(diào)提供反饋手段。本文針對萬向框架和弧形結(jié)構(gòu)兩類典型的伺服機構(gòu)形式,研究了影響其動態(tài)特性的關(guān)鍵因素,包括軸承的預緊力和壓緊滾子的偏心量,建立了這兩個關(guān)鍵因素分別與伺服機構(gòu)諧振頻率和摩擦力矩的影響模型。研究了基于電氣性能測試的諧振頻率、啟動力矩和運動力矩一體化測試原理,研制了一套通用伺服機構(gòu)動態(tài)特性在線測試系統(tǒng),并通過測試實驗驗證了系統(tǒng)的有效性。本文的主要研究內(nèi)容包括:（1）研究導引頭伺服機構(gòu)動態(tài)特性的影響因素。首先歸納了伺服機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式,分析了兩類常用的典型結(jié)構(gòu);然后基于Hertz彈性接觸理論建立軸承的預緊力—剛度模型和偏心量—摩擦力矩模型,分析了軸承預緊力和滾子偏心量對伺服機構(gòu)諧振頻率、摩擦力矩的影響規(guī)律。（2）研究伺服機構(gòu)動態(tài)特性的在線測試技術(shù)。首先研究了諧振頻率和摩擦力矩的測試原理和測試方法,然后結(jié)合在線測試要求以及導引頭伺服機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點和控制共... 

【文章來源】：國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

伺服機構(gòu)穩(wěn)定平臺的典型應用

的運動力矩也會導致伺服機構(gòu)的跟蹤精度不能滿足要求。（a）速度死區(qū) （b）低速爬行圖1.2 摩擦力矩對伺服機構(gòu)的影響在導引頭伺服機構(gòu)的生產(chǎn)制造過程中，精密裝配是伺服機構(gòu)制造過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對伺服機構(gòu)的動態(tài)性能有著極為重要的影響。目前，裝配工藝及參數(shù)對伺服機構(gòu)性能的影響機制并不十分清楚，在其精密裝配的過程中存在諸多技術(shù)盲區(qū)，已成為制約導引頭伺服機構(gòu)工作性能的重要因素。一方面，在裝配過程中，各類軸承、齒輪副、螺栓以及伺服框架等零部件在裝配聯(lián)接時調(diào)整與預緊工藝直接影響裝配聯(lián)接的剛度與阻尼，裝配聯(lián)接結(jié)構(gòu)中的剛度和阻尼又直接影響裝配結(jié)構(gòu)的振動模態(tài)和諧振頻率；另一方面，零件加工誤差、裝配環(huán)節(jié)中的裝配應力、裝配間隙和裝配變形等因素會直接影響摩擦力矩，致使摩擦力矩分布不均勻，而摩擦力矩及其不均勻性又直接決定著伺服機構(gòu)的啟動力矩和運動力矩。由于裝配過程中的裝配因素難以做到定量和精確控制

就是這種結(jié)構(gòu)。（a）PBB-AE （b）AIM-9X圖1.6 弧形結(jié)構(gòu)式導引頭從運動學的角度來說，雖然弧形框架每邊只需要 3 個支撐滾子即可，但是其他滾子的存在是為了增加承載能力，以避免采用更大的軸承。而且，弧形框架結(jié)構(gòu)式導引頭有幾個支撐滾子在結(jié)構(gòu)設(shè)計上是存在偏心的（如圖 1.7），可調(diào)整壓緊弧形框架以降低裝配的難度以及零部件加工精度[12]。但是由此帶來裝配過程中的變形以及裝配誤差都會導致摩擦力矩的產(chǎn)生及不均勻性現(xiàn)象，支撐滾子與弧形框架之間的接觸剛度也會對伺服機構(gòu)諧振頻率產(chǎn)生一定的影響，這些對導引頭的動態(tài)性能都有一定的影響。固定滾子固定滾子偏心滾子底座圖1.7 弧形框架支撐滾子1.2.2 導引頭動態(tài)特性的研究現(xiàn)狀隨著現(xiàn)在科學技術(shù)的不斷發(fā)展，光電器件、微電子半導體、集成電路和信息處理技術(shù)的日趨成熟

【參考文獻】：
期刊論文
[1]動力陀螺式激光導引頭的動力學建模與仿真[J]. 李慧,吳軍輝,胡欣,趙宏鵬,殷瑞光.  激光與紅外. 2011(07)
[2]關(guān)于深溝球軸承溝曲率半徑系數(shù)的選取[J]. 徐衛(wèi)軍,孫慧廣.  哈爾濱軸承. 2011(02)
[3]兩自由度精密伺服機構(gòu)裝配工藝研究[J]. 代亞新,謝超.  航天制造技術(shù). 2011(02)
[4]基于虛擬樣機的導引頭伺服機構(gòu)諧振頻率分析[J]. 羅自榮,苗少帥,張志雄,尚建忠.  兵工學報. 2010(02)
[5]質(zhì)量不平衡力矩對導引頭伺服機構(gòu)性能影響分析[J]. 朱華征,范大鵬,張文博,馬東璽.  紅外與激光工程. 2009(05)
[6]軸系摩擦力矩測量儀的研制[J]. 李副來,李濟順,朱孔敏.  軸承. 2008(10)
[7]國外毫米波精確制導技術(shù)的發(fā)展趨勢[J]. 劉逸平.  火控雷達技術(shù). 2008(03)
[8]光學精確制導技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 黃培康,袁起,朱振福,費錦東.  紅外與激光工程. 2007(S2)
[9]精確制導武器紅外成像導引頭控制系統(tǒng)研究[J]. 耿峰,祝小平.  宇航學報. 2007(03)
[10]摩擦模型及其磁滯特性的研究[J]. 張曉巧,王興松.  中國科技論文在線. 2007(03)

博士論文
[1]精密光電穩(wěn)定平臺參數(shù)辨識與摩擦補償控制問題研究[D]. 黎志強.國防科學技術(shù)大學 2013
[2]精密指向機構(gòu)非線性動力學建模與測控問題研究[D]. 范世珣.國防科學技術(shù)大學 2012
[3]成像導引頭伺服機構(gòu)若干基本問題研究[D]. 朱華征.國防科學技術(shù)大學 2012

碩士論文
[1]基于虛擬儀器的伺服機構(gòu)諧振頻率測試系統(tǒng)研制[D]. 李偉.西安電子科技大學 2014
[2]基于虛擬樣機的伺服機構(gòu)參數(shù)化建模及動態(tài)特性分析[D]. 張蒙蒙.西安電子科技大學 2014
[3]精密伺服傳動機構(gòu)摩擦力矩的測試研究[D]. 任美榮.西安電子科技大學 2014
[4]特種機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)諧振頻率測試方法研究與應用[D]. 夏林.西安電子科技大學 2013
[5]摩擦力矩的測試方法研究[D]. 馮炳.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[6]圓錐滾子軸承摩擦力矩在線自動檢測技術(shù)研究[D]. 林興武.華中科技大學 2009
[7]導引頭伺服機構(gòu)諧振頻率與去耦精度分析[D]. 苗少帥.國防科學技術(shù)大學 2008
[8]成對角接觸球軸承摩擦力矩測量儀研制[D]. 朱孔敏.合肥工業(yè)大學 2004



本文編號：3544104