三軸轉(zhuǎn)臺是用于慣性器件和器件測試以及半實物仿真的關(guān)鍵設(shè)備,不但可以實現(xiàn)對慣性器件如陀螺儀、加速度計等的標(biāo)定,而且可用于仿真實現(xiàn)飛行器的各種運動姿態(tài)如俯仰、翻轉(zhuǎn)、橫滾等,因而廣泛用于航空、航天、航海及國防建設(shè)等領(lǐng)域中。三軸轉(zhuǎn)臺的性能指標(biāo)直接影響慣性器件的精度以及半實物仿真實驗的可靠性,為了保證轉(zhuǎn)臺的性能與精度,在設(shè)計時對轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行動靜特性仿真以及優(yōu)化改進(jìn)就顯得十分重要。同時轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)在加工、裝配中會不可避免的產(chǎn)生誤差,因此需要對轉(zhuǎn)臺相關(guān)幾何誤差指標(biāo)進(jìn)行定量和定性分析,確定其對MEMS慣性器件標(biāo)定精度的影響,并進(jìn)行改進(jìn)。本文首先簡要介紹國內(nèi)外轉(zhuǎn)臺的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀,接著對有限元分析原理做了簡單介紹以及有限元分析在轉(zhuǎn)臺分析中的應(yīng)用歷程。其次針對轉(zhuǎn)臺的技術(shù)指標(biāo),設(shè)計了轉(zhuǎn)臺總體方案,對轉(zhuǎn)臺臺體結(jié)構(gòu)和相關(guān)電機、光電編碼器等原件進(jìn)行合理選擇,對所能達(dá)到指標(biāo)進(jìn)行分析和驗證。完成轉(zhuǎn)臺框架結(jié)構(gòu)設(shè)計以及部分元器件選型,使用軟件SolidWorks建立轉(zhuǎn)臺實體模型。根據(jù)有限元分析原理,對實體模型進(jìn)行簡化,根據(jù)載荷、材料屬性、邊界條件等參數(shù)定義,對轉(zhuǎn)臺的靜態(tài)特性、動態(tài)特性進(jìn)行仿真分析,并進(jìn)行框架部分優(yōu)化工作。最后...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究的目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 三軸轉(zhuǎn)臺簡介
        1.2.2 國外三軸轉(zhuǎn)臺的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)三軸轉(zhuǎn)臺的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向
    1.3 轉(zhuǎn)臺中有限元分析應(yīng)用概況
    1.4 研究內(nèi)容及章節(jié)安排
2 三軸轉(zhuǎn)臺總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.1 三軸轉(zhuǎn)臺主要設(shè)計指標(biāo)
    2.2 三軸轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)組成及工作原理
    2.3 三軸轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.3.1 轉(zhuǎn)臺框架結(jié)構(gòu)圖
        2.3.2 底座結(jié)構(gòu)圖
    2.4 驅(qū)動元件選用及選型
    2.5 為了保證三軸轉(zhuǎn)臺各項性能指標(biāo)在設(shè)計及工藝上采取的措施
        2.5.1 主要零件材質(zhì)的選取
        2.5.2 軸承選用
        2.5.3 采用的工藝手段
    2.6 本章小結(jié)
3 三軸轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)動靜態(tài)特性分析
    3.1 有限元分析原理及ansys workbench簡介
    3.2 三軸轉(zhuǎn)臺靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析
        3.2.1 機械結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析
        3.2.2 三軸轉(zhuǎn)臺的簡化
        3.2.3 三軸轉(zhuǎn)臺的靜態(tài)特性分析
    3.3 三軸轉(zhuǎn)臺動態(tài)特性分析
        3.3.1 模態(tài)分析原理
        3.3.2 模臺結(jié)果及分析
        3.3.3 伺服系統(tǒng)頻帶分析
    3.4 本章小結(jié)
4 三軸轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
    4.1 Ansys workbench中的優(yōu)化原理
    4.2 外框架的優(yōu)化設(shè)計
    4.3 轉(zhuǎn)臺內(nèi)框和中框的優(yōu)化設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
5 三軸轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)誤差分析補償研究
    5.1 三軸轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)誤差建模
        5.1.1 三軸不正交度誤差
        5.1.2 軸線相交度
        5.1.3 軸線回轉(zhuǎn)精度誤差
        5.1.4 其他誤差項
    5.2 轉(zhuǎn)臺誤差項測量
        5.2.1 轉(zhuǎn)臺不正交度的測量
        5.2.2 傾角回轉(zhuǎn)誤差的測量
    5.3 IMU誤差模型及標(biāo)定原理
        5.3.1 坐標(biāo)系的建立
        5.3.2 慣性器件誤差模型
        5.3.3 考慮轉(zhuǎn)臺誤差項的慣性器件標(biāo)定模型
    5.4 實驗驗證
        5.4.1 實驗條件
        5.4.2 多位置靜態(tài)實驗
        5.4.3 角速率實驗
        5.4.4 轉(zhuǎn)臺誤差項對IMU標(biāo)定的影響和補償驗證
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號：3742155