激光通信大口徑地面站作為激光通信的光電接收發(fā)射設(shè)備,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及軸系精度對整機(jī)性能十分關(guān)鍵,地面站的軸系精度直接影響了指向精度,其整機(jī)性能決定了通信質(zhì)量,為了滿足地面站的指向精度與成像質(zhì)量要求,完成空間激光通信鏈路,需保證軸系晃動(dòng)在指標(biāo)范圍內(nèi);通過國內(nèi)外調(diào)研,對大口徑總體方案及結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計(jì),針對軸系晃動(dòng)問題,著重研究支撐結(jié)構(gòu)方式及晃動(dòng)模型,通過有限元和動(dòng)力學(xué)仿真分析,為激光通信大口徑地面站提供設(shè)計(jì)理論和驗(yàn)證反饋。本論文以激光通信大口徑地面站為背景,對激光通信大口徑地面站跟蹤架結(jié)構(gòu)形式及其軸系精度深入研究。首先,通過前期調(diào)研,建立地面站結(jié)構(gòu)模型,設(shè)計(jì)了地平式跟蹤架形式的大口徑地面站,針對軸系晃動(dòng)問題,經(jīng)過對地面站方位俯仰軸系晃動(dòng)誤差討論,建立兩個(gè)軸系晃動(dòng)的理論模型,可以得出軸系晃動(dòng)與指向精度之間的關(guān)系,最終通過兩者之間的關(guān)系,為研究軸系晃動(dòng)誤差確定方向。采用數(shù)學(xué)模型對其軸系精度進(jìn)行理論計(jì)算,后用蒙特卡羅法對軸系晃動(dòng)進(jìn)行模擬仿真,最后得出軸系晃動(dòng)滿足3"指標(biāo)要求。針對大型零件在受力情況下的變形,進(jìn)行有限元分析,保證大型零件剛度的同時(shí)且輕量化;運(yùn)用有限元方式對大口徑地面站的大型零部件進(jìn)行... 

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光通信大口徑地面站國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 大口徑地面望遠(yuǎn)鏡國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究意義及主要研究內(nèi)容
第2章 大口徑地面站總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 激光通信大口徑地面站總體方案
    2.2 大口徑地面站結(jié)構(gòu)形式
    2.3 大口徑地面站主次鏡支撐
    2.4 本章小結(jié)
第3章 激光通信大口徑地面站跟蹤架結(jié)構(gòu)
    3.1 跟蹤架總體結(jié)構(gòu)方案研究
    3.2 跟蹤架的設(shè)計(jì)和分析
    3.3 激光通信大口徑地面站軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.1 方位軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.2 俯仰軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.4 軸系測角裝置
    3.5 跟蹤架軸系精度分析
        3.5.1 相關(guān)基礎(chǔ)理論
        3.5.2 大型地面站的指向誤差
        3.5.3 方位軸系檢測數(shù)據(jù)分析
        3.5.4 俯仰軸系檢測數(shù)據(jù)分析
    3.6 其他大型部件設(shè)計(jì)
    3.7 本章小結(jié)
第4章 關(guān)鍵部件優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 有限元分析基本理論
        4.1.1 有限元分析基本方程
        4.1.2 有限元分析基本方法
    4.2 大型零部件優(yōu)化設(shè)計(jì)
        4.2.1 U型架的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        4.2.2 四通的優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.3 模態(tài)分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 大口徑地面站動(dòng)力學(xué)仿真
    5.1 動(dòng)力學(xué)分析
        5.1.1 動(dòng)力學(xué)建模
        5.1.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        5.1.3 動(dòng)力學(xué)分析
    5.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真
        5.2.1 聯(lián)合仿真環(huán)境
        5.2.2 聯(lián)合仿真流程
        5.2.3 仿真模型的建立
        5.2.4 Adams和MATLAB聯(lián)合仿真
    5.3 跟蹤架的伺服控制試驗(yàn)
        5.3.1 大口徑地面站伺服控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)測試方法
        5.3.3 單軸系伺服性能測試
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得成果



本文編號：3659777