多自由度电液混合转台的研究

论文摘要

转台不仅是进行模拟、仿真、测试等的关键设备,而且是一个高精度、大负载、大偏载的复杂系统,在航空、航天、航海、兵器等关键领域中起着极重要的作用,它可以真实的复现各种飞行物体在空间的各种飞行姿态,再现其运动学及动力学特征。随着科学技术的发展,它的研制与发展也受到了越来越多的关注和重视。本文研究的是多自由度电液混合转台,该转台由三轴转台和六自由度并联转台组成。三轴转台的外框、中框和内框可以实现无限转动,六自由度并联转台可以实现空间的六自由度运动,但受结构的限制在空间存在盲区。利用三轴转台可以达到六自由度并联转台不能达到的空间,这样的组合可以延伸到空间的任何位置,弥补了单一转台的范围限制,从而此项研究更具有理论意义和实际价值。本文首先对三轴转台和六自由度并联转台在国内外的发展进行了介绍,然后对三轴转台和六自由度并联转台进行运动学分析,求得其角速度、角加速度及驱动杆的伸长速度,之后利用拉格朗日法对混合转台进行动力学建模,计算出广义驱动力,最后用Matlab进行编程仿真,得出模拟曲线图。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 转台研究的状况
• 1.1.1 国外转台的发展状况
• 1.1.2 国内转台的发展状况
• 1.2 转台结构分析
• 1.3 转台机构学理论研究
• 1.3.1 运动学问题
• 1.3.2 动力学问题
• 1.4 转台研究存在的困难
• 1.5 转台研究的意义
• 1.6 本文研究的内容
• 第2章 基本理论
• 2.1 模型的建立
• 2.2 方向余弦矩阵
• 2.3 坐标分析
• 2.4 用三个广义坐标描述位姿
• 2.5 用欧拉角表示刚体的角速度
• 2.6 齐次坐标变换
• 2.7 本章小结
• 第3章 多自由度电液混合转台运动学
• 3.1 三轴转台运动学
• 3.2 上台体运动学
• 3.3 三环在静坐标系的角速度
• 3.4 驱动杆运动学方程建立
• 3.5 本章小结
• 第4章 多自由度电液混合转台动力学
• 4.1 拉格朗日法
• 4.2 混合转台系统的动能
• 4.2.1 驱动杆的动能
• 4.2.2 台体的动能
• 4.2.3 外环的动能
• 4.2.4 中环的动能
• 4.2.5 内环的动能
• 4.2.6 混合转台系统的总动能
• 4.3 混合转台系统的势能
• 4.4 电液混合转台的拉格朗日方程
• 4.5 本章小结
• 第5章 模拟仿真
• 5.1 系统参数的设定
• 5.2 仿真图线输出与分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢