本文關(guān)鍵詞：高精度二維轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：二維轉(zhuǎn)臺(tái)以其特殊的使用環(huán)境、高精度的性能和便宜的價(jià)格等優(yōu)點(diǎn),被廣泛地用于監(jiān)控、測(cè)試以及仿真中。本文以某型二軸轉(zhuǎn)臺(tái)為研究對(duì)象,研究轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方法和分析方法。 利用多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論建立了轉(zhuǎn)臺(tái)的數(shù)學(xué)模型,同時(shí)分析了轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)備軸軸線在靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的指向誤差。根據(jù)轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要求和對(duì)任務(wù)的分析,完成了轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),包括轉(zhuǎn)臺(tái)零、部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)元件的選擇,并利用二維平面軟件AutoCAD和三維造型軟件CATIA繪制了轉(zhuǎn)臺(tái)的二維圖和三維圖造型的設(shè)計(jì)。然后,介紹了電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì),講解了無(wú)刷直流力矩電動(dòng)機(jī)的控制原理和編碼器的測(cè)量和辨向等原理,并給出了以TMS320LF2407A為 核心的DSP控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)方案。同時(shí),分析了從Matlab仿真到在DSP中算法的實(shí)現(xiàn)。 利用ANSYS軟件中的Workbench平臺(tái)完成了對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)俯仰軸系統(tǒng)的靜力學(xué)分析和模態(tài)分析。從靜力學(xué)分析得到的系統(tǒng)的應(yīng)變和受力圖,可知系統(tǒng)的應(yīng)變量符合精度要求；最大受力在屈服極限內(nèi),且安全系數(shù)達(dá)到了4倍左右。從模態(tài)分析中得到的前六階模態(tài)圖的各階固有頻率的值,可知系統(tǒng)在電機(jī)經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率范圍不會(huì)發(fā)生共振。經(jīng)過(guò)有限元法的靜力學(xué)分析和模態(tài)分析,證明了轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)的合理性。 從理論上和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)上分析,分別驗(yàn)證轉(zhuǎn)臺(tái)的誤差是否控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。理論分析主要涉及軸系精度的理論分析以及軸系垂直度的分析；實(shí)際檢測(cè)時(shí)利用水平儀、自準(zhǔn)直平行光管、千分表等測(cè)量工具完成了各軸系的回轉(zhuǎn)誤差、軸系間垂直度以及軸系間的定位誤差的測(cè)量。經(jīng)過(guò)對(duì)誤差的理論分析以及通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果,表明轉(zhuǎn)臺(tái)的各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)的要求。
【關(guān)鍵詞】：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì) DSP Workbench 靜力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH122
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-12
• 1.1 轉(zhuǎn)臺(tái)的研究背景及意義7-8
• 1.1.1 轉(zhuǎn)臺(tái)的研究背景7
• 1.1.2 選題的意義7-8
• 1.2 轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展概況8-10
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展概況8-9
• 1.2.2 國(guó)外轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展概況9-10
• 1.3 全文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排10-12
• 第二章 轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12-31
• 2.1 轉(zhuǎn)臺(tái)的技術(shù)指標(biāo)12
• 2.2 轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)12-14
• 2.2.1 轉(zhuǎn)臺(tái)的組成12-13
• 2.2.2 結(jié)構(gòu)形式13-14
• 2.3 轉(zhuǎn)臺(tái)的數(shù)學(xué)模型14-20
• 2.3.1 建模理論依據(jù)14-15
• 2.3.2 多體系統(tǒng)描述15-17
• 2.3.3 誤差數(shù)學(xué)模型17-20
• 2.4 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-30
• 2.4.1 主要零件的設(shè)計(jì)20-26
• 2.4.2 主要零件的選擇26-29
• 2.4.3 機(jī)械部分的整體結(jié)構(gòu)29-30
• 2.5 小結(jié)30-31
• 第三章 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)31-55
• 3.1 電機(jī)和編碼器的工作原理31-34
• 3.1.1 直流無(wú)刷力矩電機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理31-32
• 3.1.2 光電編碼器測(cè)位置和測(cè)速度原理32-34
• 3.2 電控系統(tǒng)的DSP解決方案34-36
• 3.2.1 單片機(jī)在電機(jī)控制應(yīng)用中的優(yōu)、缺點(diǎn)35
• 3.2.2 DSP在電機(jī)控制應(yīng)用中的優(yōu)、缺點(diǎn)35-36
• 3.2.3 DSP與單片機(jī)之間的比較36
• 3.3 DSP硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)36-44
• 3.3.1 硬件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36-37
• 3.3.2 TMS320LF2407A核心電路設(shè)計(jì)37-44
• 3.4 DSP的軟件部分設(shè)計(jì)44-52
• 3.4.1 DSP開(kāi)發(fā)軟件CCS44-45
• 3.4.2 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)45-46
• 3.4.3 DSP串行通信(SCI)程序設(shè)計(jì)46-47
• 3.4.4 PWM波生成程序設(shè)計(jì)47-48
• 3.4.5 位置檢測(cè)程序設(shè)計(jì)48-50
• 3.4.6 電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的程序設(shè)計(jì)50-52
• 3.5 從MATLAB仿真到在DSP中算法的實(shí)現(xiàn)52-54
• 3.5.1 算法移植52
• 3.5.2 DSP工程建立52-53
• 3.5.3 算法實(shí)現(xiàn)53-54
• 3.6 小結(jié)54-55
• 第四章 轉(zhuǎn)臺(tái)的ANSYS有限元分析55-66
• 4.1 ANSYS軟件簡(jiǎn)介55-56
• 4.1.1 經(jīng)典平臺(tái)55-56
• 4.1.2 Workbench平臺(tái)56
• 4.2 轉(zhuǎn)臺(tái)有限元模型的建立56-57
• 4.3 轉(zhuǎn)臺(tái)的網(wǎng)格劃分57-58
• 4.4 靜力學(xué)分析58-61
• 4.4.1 靜力學(xué)分析原理58-59
• 4.4.2 定義連接關(guān)系59
• 4.4.3 施加約束及載荷59-60
• 4.4.4 求解與后處理60-61
• 4.5 模態(tài)分析61-64
• 4.5.1 模態(tài)分析原理62
• 4.5.2 ANSYS模態(tài)分析過(guò)程62-63
• 4.5.3 固有頻率求解和結(jié)果分析63-64
• 4.6 小結(jié)64-66
• 第五章 誤差分配與檢測(cè)66-75
• 5.1 轉(zhuǎn)臺(tái)的裝配66
• 5.2 軸系精度分析66-69
• 5.2.1 方位軸誤差66-67
• 5.2.2 俯仰軸誤差67-68
• 5.2.3 誤差綜合68-69
• 5.2.4 軸線垂直度分析69
• 5.3 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理69-73
• 5.3.1 回轉(zhuǎn)誤差檢測(cè)69-72
• 5.3.2 俯仰軸與方位軸之間垂直度的檢測(cè)72
• 5.3.3 俯仰軸系和方位軸系的定位誤差檢測(cè)72-73
• 5.4 小結(jié)73-75
• 第六章 結(jié)論75-77
• 6.1 主要研究?jī)?nèi)容總結(jié)75
• 6.2 研究展望75-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 作者簡(jiǎn)介81
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果81-82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉鳳芹;張國(guó)玉;王凌云;高玉軍;;基于單片機(jī)的兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)[J];長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年04期

2 傘曉剛;王晶;薛育;;大型光電經(jīng)緯儀轉(zhuǎn)臺(tái)的一種輕量化設(shè)計(jì)[J];長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

3 艾敏;付蕓;;一種二維轉(zhuǎn)臺(tái)的中框架有限元分析[J];長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年01期

4 王珍;;三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)方法研究[J];長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2010年03期

5 侯其立;徐科軍;;從Matlab仿真到DSP實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理算法[J];電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

6 董海瑞;高連生;;三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)上位機(jī)控制軟件的研究[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2007年12期

7 王肇勛;;0.2秒測(cè)微自準(zhǔn)平行光管的裝配及調(diào)整[J];光學(xué)工程;1985年02期

8 任順清,馬廣程,王常虹;Axis intersection measurement of three-axis turntable with two crosshair targets[J];Journal of Harbin Institute of Technology;2005年03期

9 董青華;帥榮標(biāo);;精密測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究[J];計(jì)測(cè)技術(shù);2009年05期

10 耿雷;季旭;李海越;;三軸轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真與結(jié)構(gòu)有限元分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2008年05期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 吳天柱;基于DSP轉(zhuǎn)臺(tái)伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 張巖峰;雙軸速率轉(zhuǎn)臺(tái)[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2008年

3 張照薪;基于C8051F單片機(jī)和CANbus的航空三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D];太原理工大學(xué);2008年

4 劉娟;帶傳動(dòng)間隙轉(zhuǎn)臺(tái)的精確控制[D];南京航空航天大學(xué);2008年

5 王志;三軸電控轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)角系統(tǒng)[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：高精度二維轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：402992