六自由度隔振平臺(tái)的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、控制力矩陀螺群或飛輪承擔(dān)著高分辨率遙感衛(wèi)星的位置與姿態(tài)調(diào)節(jié)的重任，同時(shí)控制力矩陀螺工作時(shí)產(chǎn)生的高頻微振動(dòng)會(huì)影響有效載荷指向精度、分辨率和穩(wěn)定性等性能指標(biāo)。針對(duì)航天器微振動(dòng)的抑制已經(jīng)越來(lái)越重要，通過(guò)并聯(lián)機(jī)構(gòu)與隔振技術(shù)的結(jié)合，設(shè)計(jì)六自由度隔振平臺(tái)具有重大意義。
　　本文系統(tǒng)的研究了六維航天器微振動(dòng)，提出了利用六自由度隔振平臺(tái)進(jìn)行隔振的方案，通過(guò)理論建模、仿真分析以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證深入研究了六自由度主被動(dòng)隔振技術(shù)。文章主要作了以下工作：

2、>　　1.針對(duì)六自由度并聯(lián)平臺(tái)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，利用力雅克比矩陣對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化，為機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。利用凱恩方法建立了六自由度并聯(lián)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)方程，從而使方程簡(jiǎn)單規(guī)范，利于計(jì)算分析。
　　2.根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，對(duì)六自由度隔振平臺(tái)進(jìn)行了新的設(shè)計(jì)，將彈簧、柔性球鉸、柔性虎克鉸等相對(duì)變形較大的部件進(jìn)行了柔性化，構(gòu)建了剛?cè)狁詈夏Ｐ?，通過(guò)仿真分析得到關(guān)鍵部件的應(yīng)力，進(jìn)而校核關(guān)鍵部件的強(qiáng)度。最后，利用MSC.Fatigue軟件通過(guò)全

3、壽命分析方法對(duì)各關(guān)鍵部件進(jìn)行了虛擬疲勞試驗(yàn)，得到關(guān)鍵部件的疲勞壽命。
　　3.針對(duì)六自由度隔振平臺(tái)的被動(dòng)隔振以及主被動(dòng)聯(lián)合隔振進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證被動(dòng)隔振系統(tǒng)的隔振性能。針對(duì)相對(duì)低頻微振動(dòng)，引入了主動(dòng)隔振技術(shù)，建立了聯(lián)合仿真模型，通過(guò)模糊PID控制器對(duì)主動(dòng)隔振進(jìn)行控制，從而自適應(yīng)的改變主動(dòng)隔振的控制參數(shù)。
　　4.根據(jù)理論模型，加工出了六自由度隔振平臺(tái)的物理樣機(jī)。根據(jù)隔振實(shí)驗(yàn)要求選擇了合適的實(shí)驗(yàn)器材，根據(jù)制定的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了分