【摘要】：FAST(Five hundred meters Aperture Spherical radio Telescope)是500m口徑球面射電望遠鏡的簡稱,是當今世界上最大的單口徑射電望遠鏡。饋源艙是射電天文望遠鏡的關鍵部件之一,也是饋源接收機等有效載荷的安裝平臺。饋源艙是一個集機械、電氣、電磁波等相關技術于一體的復雜綜合系統(tǒng)。由于FAST結構空間跨度較大,主反射面與接收機之間的剛性連接精度較低,使得饋源艙空間定位不精確,不能實現饋源高精度的定位和指向跟蹤。本文圍繞FAST饋源艙位姿測量技術,重點研究了饋源艙安裝現場大尺度同軸度測量、饋源艙Stewart機構標定、饋源艙位姿測量等的理論及技術。本文的主要工作和創(chuàng)新點如下:1.提出了一種適用于施工現場的大尺寸同軸度測量方法。以FAST饋源艙星形框架同軸度測量為背景,采用激光跟蹤儀測量系統(tǒng),將測量同軸度軸線偏差轉換為測量基準軸線與端面法線的夾角,實現了大尺寸同軸度的現場測量。該方法測量精度高,操作簡便,易于實現,測量的基準軸線與端面法線的夾角達到0.094°,優(yōu)于0.2°的設計要求。2.通過分析結構性能和參數模型提出了一種Stewart機構的標定方法。饋源艙的精確定位需要克服加工及裝配誤差、測量誤差、剛度變形以及外界擾動耦合的影響,通過分析Stewart結構、性能、參數模型及仿真等,確定了機構標定方法;結合模型的邊界條件及仿真條件,應用ADAMS模型進行了饋源艙機構動力學仿真,應用Simulink模型進行了饋源艙伺服控制系統(tǒng)仿真,并實現ADAMS-Simulink的聯合仿真。最后通過激光跟蹤儀測量、數據處理及誤差分析,實現了Stewart機構的精確標定。3.設計了Stewart機構位姿測量的三種方法。研究了單臺激光跟蹤儀測量法、DPM系統(tǒng)測量法及三臺激光跟蹤儀聯合測量法,通過對比分析三種測量系統(tǒng)原理、測量方案、位姿解算等內容,得出了三種位姿測量方法的優(yōu)缺點:單臺激光跟蹤儀測量方法使用方便,DPM系統(tǒng)測量方法設站靈活,三臺激光跟蹤儀聯合測量方法效率高。
【圖文】：

a T-Cam b T-Probe c T-Scan d T-Mac圖 1.1 6DOF 測量附件我國沈飛集團在 1996 年首次應用 LTD500 型激光跟蹤儀。經過二十年的發(fā)展，現在光跟蹤儀已經廣泛應用于我國的航空、航天、通信、重工業(yè)、水利水電、汽車制造等諸工業(yè)領域。對于激光跟蹤儀測量系統(tǒng)，國內許多科研人員做了大量的理論研究和有益探索2000 年合肥工業(yè)大學的周維虎博士[20]提出了激光跟蹤儀多站測量的方法，并對儀器測量點位誤差進行了分析。2007 年中國計量院王為農等[21]設計了一種評定激光跟蹤儀動態(tài)跟能力的裝置，為評價激光跟蹤儀動態(tài)測量精度提供了標準。2009 年梅中義等[22]利用多臺光跟蹤儀測量飛機大部段位姿并調整，從而實現了快速裝配，提高了飛機裝配效率，并發(fā)出基于多臺激光跟蹤儀的數字化裝配系統(tǒng)。2010 年中國航空計量技術研究所劉勇等[以三軸搖擺臺的姿態(tài)為基準，動態(tài)跟蹤測量 T-Mac，得到了 T-Mac 的動態(tài)姿態(tài)偏差精度2012 年浙江大學的胡寶海[24]提出了基于EMSCON的三臺激光跟蹤儀動態(tài)測量，通過VC開發(fā)了三臺激光跟蹤儀協(xié)同測量軟件，輔助數字化裝配系統(tǒng)實現飛機部件的數字化調姿對接。2013 年信息工程大學范百興博士[25]在基于激光跟蹤儀高精度測量研究的基礎上，過改進平差模型進一步提高了儀器的測量精度。2014 年信息工程大學楊凡博士[26]在加速

圖 2.5 氣象站如圖 2.5 所示，1）外置環(huán)境溫度傳感器接口；2）內置溫度傳感器；3）外置工件溫度傳感器接口；4）外置溫度傳感器；5）狀態(tài)指示燈；6）USB 接口；7）與控制器連接線。2.3 激光跟蹤儀測量系統(tǒng)軟件激光跟蹤儀測量系統(tǒng)主要包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，常用軟件有Axyz軟件和SA軟件，現在以 SA 軟件為例，，詳細分析 SA 軟件測量計算功能。SA 是 SpatialAnalyzer 的簡稱，SA軟件是專業(yè)測量空間點的軟件，如圖 2.6 所示。主要功能分為：文件、編輯、視圖、構造、儀器、查詢、關系、分析、幾何尺寸標注及公差、報告等。
【學位授予單位】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH751

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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相關博士學位論文 前2條

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本文編號：2631349