FAST Feed微调试验台运动精度分析

FAST Feed微调试验台运动精度分析

一、FAST馈源精调试验平台运动精度分析(论文文献综述)

李建军,窦玉超,付强,王宇哲,贾彦辉,段艳宾[1](2020)在《FAST馈源舱动力学设计及扰动抑制技术》文中提出为了实现500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST)的高精度指向观测,对柔性基础上的馈源舱控制精度进行了系统研究。通过轻量化高刚度的结构设计、运动与控制联合仿真、半实物仿真试验以及现场调试等措施,保证了馈源舱的动力学性能。通过AB轴和Stewart组成的二次调整装置,采用大范围、高精度和高采样率的测量控制技术实现了馈源舱在百米大尺度空间内,克服高空风扰、钢索振动及自身的运动耦合等影响,将馈源定位于瞬时焦点。

李宪斌[2](2020)在《大口径空间遥感器失调波像差次镜校正技术研究》文中研究指明空间天文观测和空间对地遥感技术在最近几十年取得了快速发展,大口径和长焦距已经成为当前的主要发展方向之一。空间遥感器在研制过程中会受到地面重力的影响,在运载发射过程中会受到剧烈的振动、冲击作用,入轨运行时会受到空间重力场变化和温度变化等因素的综合影响。随着口径和焦距不断增大,当由于重力、振动、冲击、温度等引起的光学系统变形导致的失调波像差对空间遥感器的成像性能造成较大影响时,在一些先进的空间遥感器中已经提出并采用了主动光学校正技术。目前针对大口径空间遥感器的主动光学校正技术,主要有主镜的面形校正技术和次镜的位姿调整校正技术。主镜的面形校正技术是通过在主镜背部设置促动器来校正主镜的面形精度误差,次镜位姿调整校正技术则是通过调节次镜在各自由度的位姿,来校正次镜的位姿误差以及补偿校正其他光学元件的位姿失调引起的系统失调波像差。次镜位姿调整校正技术相比于主镜面形校正技术,可以为光学系统提供更多的调节自由度,能够兼顾其他光学元件的失调量,也是大口径轻型空间遥感器采用机身折叠展开方案时必须具备的功能,该技术更加全面有效。本论文面向我国未来大口径空间望远镜研制的发展需求,根据目前我国大口径天文望远镜的发展现状和现有技术能力,提出了一个2.4米口径轻型空间望远镜的设计方案,通过对该空间望远镜关键技术的梳理,重点开展通过次镜位姿调整来校正光学系统失调波像差的关键技术研究。根据大口径空间望远镜的光学设计方案,开展了光学系统的失调校正建模分析。结合基本像差理论和Zernike多项式,建立了基于次镜位姿调整的光学系统失调校正模型。通过对光学系统中各反射镜的位姿失调灵敏度进行分析,建立了基于灵敏度矩阵的失调解算方法,分析得到了各反射镜的位姿精度公差要求。通过有限元分析得到光学系统中各光学元件在重力作用下的位姿失调量,并仿真分析了通过次镜位姿调整校正光学系统地面重力失调的效果。通过对空间遥感器发射入轨后的失调状态进行预估,进一步分析了通过次镜在轨位姿调整对光学系统失调的校正能力。通过仿真分析明确了光学系统失调校正对次镜位姿调整能力的需求,并简要介绍了大口径空间遥感器失调波像差的地面和在轨检测方法。根据次镜位姿调整的特点,选用六自由度平台作为次镜位姿调整的执行机构,开展了六自由度平台的运动学分析建模和控制算法的研究。采用闭环矢量法,建立了平台的运动学反解算法;建立了基于迭代逼近的平台正解算法,并采用牛顿-拉弗森数值迭代法进行数值求解。对六自由度平台的雅克比矩阵进行了建模分析,并对六自由度平台的工作空间进行了分析求解,最后通过虚拟样机的全约束法对六自由度平台的运动控制算法进行了仿真验证。根据光学系统失调校正对次镜位姿调整能力的要求,开展了高精度次镜位姿调整机构的设计工作。首先明确了对次镜调整机构的性能要求和在空间遥感器中的设计约束条件,以机构的雅克比矩阵条件数作为优化目标,在设计约束条件下开展了机构的构型参数优化设计,采用响应面优化方法,得到了最优的机构构型参数。然后开展了驱动支杆的高精度传动方案设计,通过计算分析,保证次镜调整机构的理论位姿精度满足设计要求。最后通过有限元仿真分析,对次镜调整机构的模态特性和对次镜面形精度的影响进行了仿真分析。面向空间遥感器在轨应用的特殊要求,开展了次镜调整机构的实际性能测试和试验研究。根据次镜调整机构的设计方案,研制了次镜调整机构的工程样机。针对工程样机开展了实际的刚度、运动分辨率、运动精度和有效工作空间的测试工作,并开展了机构的运载力学条件试验和在轨工况寿命试验,检验次镜调整机构能否满足大口径空间遥感器在轨应用的要求。位姿精度是次镜调整机构最重要的性能指标,为了进一步提高机构的位姿调整精度,开展了机构的运动学标定方法研究。通过误差分析建模,明确了机构的主要误差源,以各铰点的位置误差、驱动支杆的零位长度误差作为机构的误差参数,建立了六自由度平台的标定模型。根据标定方法开展了机构的标定效果仿真,并针对次镜调整机构工程样机进行了基于输出位置信息的标定实验,通过实验评价了机构标定方法的效果。本论文面向国家重大发展需求,作为我国未来大口径轻型空间望远镜研制的重点技术攻关,旨在为大口径空间遥感器通过次镜位姿调整来实现光学系统的失调波像差校正探索技术可实现方案,可以为我国未来大口径空间遥感器的研制提供关键技术支撑。

翟景帅[3](2020)在《索杆混联并联机构运动学与力学分析》文中研究说明针对刚性杆驱动和绳索驱动并联机构各自的优缺点,设计了一种索杆混联并联机器人,使两种结构优势互补,提升了并联机构的工作性能。本文主要对设计的索杆式并联机构的结构组成、运动学建模与仿真以及机构静力学和动力学进行了分析。首先,分析了柔索驱动和刚性驱动并联机构的优缺点,设计了一种索杆混联并联机器人,介绍了该并联装置的机械结构和运动方式,对机构的自由度和驱动方式进行了分析,在Solidworks软件中设计了机构的整体模型,并搭建了试验平台。其次,对索杆混联并联机构的运动学进行了分析。对Solidworks软件中的机构模型建立坐标系,应用矢量封闭原理和Newton-Raphson迭代算法得出机构的反解和正解数学模型,并对其进行了数值仿真验证。推导了并联平台的速度雅克比矩阵,利用Matlab软件数值仿真绘制了末端动平台运动过程中各驱动支链伸缩速度变化图。再次,分析了索杆混联并联平台稳定位姿状态下的受力平衡关系,得到了该装置的静力学平衡方程。利用Matlab软件对静力学数学模型进行数值仿真,并绘制出静止状态下各驱动支链受力情况随位姿变化的曲线。对索杆混联并联平台的动力学展开研究,使用牛顿—欧拉法建立了索杆式并联机构整体系统的动力学数学模型,为后续机构控制方法的实现和优化奠定了良好的理论基础。最后,在Adams软件中创建了索杆混联并联机构的仿真模型,对机构进行了运动学与静力学仿真分析,将模型仿真结果和Matlab数值仿真结果进行对比,验证了索杆式并联机构运动学分析和静力学分析的正确性和模型仿真的有效性。

刘航[4](2020)在《FAST液压促动器群系统可靠性研究》文中认为FAST液压促动器群系统是典型的局部大规模机电液一体化系统,作为FAST射电望远镜主动反射面系统中最为重要的运动部件群,其可靠运行与否是射电望远镜正常观测的重要基础。系统中的振动、液压油液污染、元器件的老化以及恶劣的外界工作环境都将加速液压促动器群系统故障的产生和元器件的失效,影响FAST射电望远镜的正常观测工作。本文以液压促动器群系统为研究对象,依托已投入使用的FAST大型射电望远镜工程项目,就可靠性方面的相关问题开展研究工作。首先针对单个液压促动器试验样机进行可靠性加速退化试验,通过分析试验过程中促动器样机出现的故障问题和现象,从而对液压促动器群系统组成基本单元的故障形式和类型有了初步的了解,初步分析可知液压促动器容易出现故障的有双向齿轮泵、液压油污染度和系统管道等部分,在系统的分析了样机出现故障的因素后,提出了相应的解决方案,并利用流体仿真软件对方案进行验证,最终解决了试样样机液压系统的故障问题,为分析群系统可靠性奠定了基础。之后以射电望远镜在运行过程中监测所得的液压油压力、液压油的温度和液压缸缸杆的位置精度误差等相关数据为基础,运用T-S模糊故障树理论知识,建立了基于液压促动器群系统的模糊故障树,通过算法和重要度的求解过程提出了群系统的故障搜索决策,降低了射电望远镜的日常维护流程和故障解决机制的复杂程度,为FAST工程的正常运行和后期维护提供支持,丰富与完善了促动器群这样复杂工程系统可靠性分析的工程体系,为其它类似工程的设计与建设提供理论和技术支持。

范银[5](2020)在《用于天线面形测量的索并联机构的研究与控制》文中认为大型天线的观测效率受到其表面面形精度的直接影响,因此天线面形的准确测量与补偿显得尤为重要,而现有的面形测量方法难以满足全姿态、全天候的测量要求。本文从“相对运动、被动测量”的角度出发,提出采用可自主控制的索并联机构携带近场探头在天线上方运动实现面形精度测量的实施方案,并进行了相关的理论实验研究。首先,为能够有效地进行前期的理论研究与方案探索验证,本文基于相似原理分析1.1m模型与110m原型间的相似关系,建立了对应的相似模型与畸变模型,获得了物理量之间的映射关系,并通过仿真验证推理的正确性。然后,本文通过分析索并联机构的运动学、动力学过程,建立了其理论模型,并进行了工作空间分析。为避免机构因过约束而出现索虚牵的情况,采用最小方差、最小二范数模型进行索力分配优化;为得到最优工作平面,提出覆盖率与平均索力相结合的高度平面评价指标,得到1.1m模型的最优工作平面为810mm,扫描覆盖率50.08%;为应对天线多仰角姿态下的面形测量问题,通过机构主动补偿角度的方式,保证机构竖直,其最大测量仰角范围为59.103°~120.897°。接着,在控制层面上提出误差补偿预松弛控制策略进行索末端的运动控制。基于对末端位姿误差理论模型的分析,及其非线性特点,采用神经网络进行误差的预测与补偿;为避免索长误差带来的冲击、运动不连续等问题,提出预松弛控制策略进行运动的平滑,该策略可通过牺牲部分运动位置精度,换取运动的连续性。最后,基于双目视觉位姿解算反馈,建立误差补偿预松弛控制系统,在1.1m试验机构上进行运动实验验证。实验结果表明,该控制策略能够减少80%的位置误差,且能很好的保证运动的连续性;空间轨迹运动实验中,其最大位置误差2.9730mm,平均位置误差1.0158mm,相似推理得到110m原型平均位置误差10.158cm,达到要求精度。

王宇哲,李建军,贾彦辉,段艳宾[6](2019)在《FAST工程馈源舱结构设计》文中研究表明针对FAST工程馈源舱由六根钢索悬吊于空中,在百米尺度大工作空间内运动的特点,设计了可以安装多频段的馈源接收机并且满足轻型化、高屏蔽效能、高可靠性等要求的馈源舱,馈源舱内安装有AB轴机构、Stewart平台等精确调整机构,通过舱内的二级精调机构将馈源定位于瞬时焦点,并通过对馈源舱的力学仿真分析,确定馈源舱的整体的刚度值及变形量,为后续优化设计提供理论依据。

韩哈斯敖其尔[7](2019)在《空间望远镜用高精度高刚度并联调整平台设计与测试研究》文中研究表明大口径空间光学望远镜系统中主镜、次镜和三镜之间具有严格的相对位姿要求,由于加工制造误差、装调误差、重力释放、温度变化和材料性质改变等原因,主镜、次镜和三镜之间的相对位姿会发生变化,从而导致望远镜成像质量的下降。因此,需要主动地调整主镜、次镜和三镜之间的相对位姿,将位姿误差限定在允许范围内。为了满足空间光学望远镜次镜和三镜系统的精密位姿调整需求,本文研究一种具有高精度、大负载-尺寸比、高纵向和横向刚度的调整机构。为了满足上述要求,本文设计了一种新型6-P-RR-R-RR并联调整平台。与常见的6-UCU和6-UPS并联平台不同,该调整平台采用偏置RR-铰链代替传统的虎克铰链,并将支腿驱动组件安装在具有30°倾斜角的下平台台面上。该设计在保证平台运动行程的前提下,大大降低了整机高度,有利于提升整机横向刚度。同时,该设计降低了整机运动部件的质量,从而减小由于惯性力产生的对平台有害扰动。与传统虎克铰链相比,偏置RR-铰链的两个旋转轴不相交,存在偏置量,从而有效降低了铰链在转动过程中的的干涉风险,进一步增大了整机工作空间。此外,偏置RR-铰链具有承载能力大,加工装调容易等特点。但由于偏置铰链在六自由度并联平台运动学模型中引入了额外的变量,从而使平台运动学问题变得更加复杂。本文分别采用铰点运动约束方法和串联机构D-H参数方法建立了该并联平台的逆运动学和正运动学数学模型,并采用牛顿-拉普拉森数值迭代方法进行了求解。利用MATLAB和ADAMS联合仿真方法,验证了两种运动学数值求解方法的正确性。本文通过力学有限元仿真分析方法,研究了该并联调整平台的主要零部件及整机力学特性,并利用PATRAN软件进行模态分析,确定了各主要零部件及整机的基频以及模态振型,为进一步结构优化设计提供依据。本文还对所设计的并联调整平台开展了试验研究。通过多自由度精密测量臂测量确定了并联平台的零位。采用六个高精度光栅长度计搭建了试验平台,并利用该试验平台验证了逆运动学解,同时还测得了并联平台的运动分辨率和重复运动精度。采用激光跟踪仪对该并联平台在六个方向上的运动行程进行了测量。此外,还对并联平台开展了静刚度和动刚度测试研究。为了进一步提高平台刚度指标,对平台开展了力传递链分析和力学特性有限元仿真分析,确定了影响平台刚度指标的主要环节。本文对整机构型、RR-R-RR串联支腿链的布局、支腿和铰链等转动部件、上平台和斜块等关键零件等进行了优化设计,并调整了加工和装调工艺。此外,为了进一步提高精度指标,对铰链和支腿设置了安装基准,并改进了上平台零位标定方法,利用下平台的本体几何特征线作为测量基准,从而精确确定支腿驱动斜块位置,保证平台实物零位与理论零位的一致性。对改进前后的并联调整平台的重复定位精度、静刚度和动刚度等主要技术指标实测值进行对比,验证改进设计的合理性和有效性。本文所开展的研究工作为高精度高刚度并联调整机构的设计和测试试验方法提供参考,为未来我国大口径空间望远镜系统的研究工作提供技术和经验积累。

李炳川[8](2019)在《多波束天线的座架设计与控制研究》文中研究表明随着雷达天线技术的发展,雷达天线的种类越来越丰富,性能也日益提升。多波束天线能够以高增益覆盖较大面积区域,且能根据探测需求调整波束形状使频谱资源得到充分发挥,因而得到了广泛应用。本文以阵面形状为切割抛物面的多波束天线座架为研究对象,开展了其机/结构的设计与控制研究。由于阵面形状为切割抛物面,综合分析各种可行方案后,确定了以6-UCU并联机构作为天线座架的方案,并针对其性能分析、结构优化、轨迹规划、指向控制实验等方面展开研究。论文的主要工作如下:1.建立了6-UCU天线座架的运动学模型和结构刚度模型。基于牛顿迭代法解决了机构位姿正解问题,而且结合天线座架的工作实际,在定时正解迭代过程中,以上一时刻的迭代结果作为下一时刻的迭代初始位姿,提高了算法的效率与可靠性。为研究结构参数误差对动平台位姿误差的影响,解析了两者之间的误差传递矩阵。并基于虚功原理推导了机构的静刚度矩阵,为后续结构参数优化奠定理论基础。2.开展了多波束天线座架的结构参数优化与工作空间求解。采用基于相对适应度的改进人工蜂群算法对天线座架的结构参数进行优化求解,并与标准蜂群算法的优化结果进行对比,显示了改进算法的优越性。提出了一种基于约束条件分类求解的新方法,并利用黄金分割搜索法分别计算各类约束的工作空间可行域,通过交集运算得到机构的工作空间。针对优化所得的结构参数的座架机构,求解了灵巧工作空间和可达工作空间及其体积。3.进行了轨迹规划与虚拟运动仿真试验。由于天线阵面在指向时只需姿态满足要求即可,因此对于六自由度机构需要对姿态角匹配位置参数,本文基于虚拟支链原理,以最大化机构姿态角为目标确定了相关系数,得到姿态与位置的映射关系式。在轨迹规划中,以最大速度为约束,使用正弦曲线设计了加减速轮廓,计算简单且加加速度曲线连续无冲击。为验证轨迹规划的有效性,构建了专用虚拟仿真平台,嵌入正解、逆解、轨迹规划等算法,结合GUI工具实现了天线座架的虚拟仿真。4.建造了天线座架实物并进行天线指向控制实验。为降低由加工、装配等因素导致的结构参数系统误差,基于运动学标定原理建立了矛盾方程组,并通过最小二乘原理优化求解得到实际结构参数。为检验天线座架的性能,开展了指向精度实验,以API激光跟踪仪测量的位姿作为真值,与控制系统上位机中显示的位姿对比分析,得到机构的位姿误差,并分析误差结果。

侯荣伟[9](2019)在《基于3-RSR并联机构的混联式天线座架结构设计与仿真分析》文中研究指明无线通信实现了人们天涯若比邻的美好愿望,天线作为信号的收发装置在无线电传播的过程中发挥着重要的作用。其中天线座架支撑并调整天线反射面位姿,是天线系统的一个重要组成部分,其性能直接关乎天线通信质量的优劣。为满足新形势下天线构型的需求,本文基于并联机构提出适用范围更广的混联式天线构型,根据天线所需的各项性能指标,开展天线座架结构设计,并对其各项性能参数予以仿真分析,主要研究内容如下:分析现有多种天线座架的不足之处,根据天线各方面的性能需求,提出基于3-RSR并联机构设计天线座架;同时针对因并联机构自身特性所导致的运行时天线反射面存在伴随运动的问题,提出混联式天线座架构型,以拓展应用范围。对混联天线座架构型进行运动学分析及参数优化。运用螺旋理论分析机构的奇异位形;通过位置分析,建立极化机构与并联机构之间的运动关系;根据混联天线工作空间的需求,对混联天线的结构尺寸进行优化,并计算其工作空间;同时计算出机构的包络空间以及天线相位中心空间位置。开展混联天线座架结构设计,主要涉及极化机构、并联机构各支链以及动/定平台,运用Pro/E软件对其进行三维建模。设计混联天线传动系统,针对并联机构的运行特性和天线风载工况,提出混联天线机构风载施加方法,规划不同运行轨迹,借助Adams仿真获得混联天线所需驱动力矩。应用有限元软件对混联天线机构进行有限元分析。建立混联天线的风载工况和有限元模型,计算机构的薄弱之处;基于过渡件变形情况,拟合变形前后过渡件平面,计算出混联天线的指向精度;并对混联天线模态进行分析,获得混联天线十二阶固有频率。

程志峰[10](2017)在《基于激光跟踪仪的FAST馈源舱位姿测量技术研究》文中进行了进一步梳理FAST(Five hundred meters Aperture Spherical radio Telescope)是500m口径球面射电望远镜的简称,是当今世界上最大的单口径射电望远镜。馈源舱是射电天文望远镜的关键部件之一,也是馈源接收机等有效载荷的安装平台。馈源舱是一个集机械、电气、电磁波等相关技术于一体的复杂综合系统。由于FAST结构空间跨度较大,主反射面与接收机之间的刚性连接精度较低,使得馈源舱空间定位不精确,不能实现馈源高精度的定位和指向跟踪。本文围绕FAST馈源舱位姿测量技术,重点研究了馈源舱安装现场大尺度同轴度测量、馈源舱Stewart机构标定、馈源舱位姿测量等的理论及技术。本文的主要工作和创新点如下:1.提出了一种适用于施工现场的大尺寸同轴度测量方法。以FAST馈源舱星形框架同轴度测量为背景,采用激光跟踪仪测量系统,将测量同轴度轴线偏差转换为测量基准轴线与端面法线的夹角,实现了大尺寸同轴度的现场测量。该方法测量精度高,操作简便,易于实现,测量的基准轴线与端面法线的夹角达到0.094°,优于0.2°的设计要求。2.通过分析结构性能和参数模型提出了一种Stewart机构的标定方法。馈源舱的精确定位需要克服加工及装配误差、测量误差、刚度变形以及外界扰动耦合的影响,通过分析Stewart结构、性能、参数模型及仿真等,确定了机构标定方法;结合模型的边界条件及仿真条件,应用ADAMS模型进行了馈源舱机构动力学仿真,应用Simulink模型进行了馈源舱伺服控制系统仿真,并实现ADAMS-Simulink的联合仿真。最后通过激光跟踪仪测量、数据处理及误差分析,实现了Stewart机构的精确标定。3.设计了Stewart机构位姿测量的三种方法。研究了单台激光跟踪仪测量法、DPM系统测量法及三台激光跟踪仪联合测量法,通过对比分析三种测量系统原理、测量方案、位姿解算等内容,得出了三种位姿测量方法的优缺点:单台激光跟踪仪测量方法使用方便,DPM系统测量方法设站灵活,三台激光跟踪仪联合测量方法效率高。

二、FAST馈源精调试验平台运动精度分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、FAST馈源精调试验平台运动精度分析(论文提纲范文)

(1)FAST馈源舱动力学设计及扰动抑制技术(论文提纲范文)

引言
1 馈源舱结构设计
2 馈源舱控制系统
3 馈源舱的联合仿真
4 缩比模型试验
5 半实物仿真
6 现场调试
7 结束语

(2)大口径空间遥感器失调波像差次镜校正技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 地基大口径望远镜的发展现状
    1.3 天基大口径望远镜的发展现状
    1.4 我国大口径望远镜的发展现状
    1.5 大口径望远镜中次镜调整机构的设计方案与性能概述
    1.6 六自由度平台的应用现状
    1.7 六自由度平台的研究热点
    1.8 本文主要研究内容及章节安排
第2章 光学系统失调波像差的次镜校正能力分析
    2.1 引言
    2.2 光学系统方案设计
    2.3 光学系统的失调校正分析
        2.3.1 失调校正基本原理
        2.3.2 光学系统的失调灵敏度分析
        2.3.3 光学系统的失调状态仿真分析
    2.4 光学系统失调的次镜校正能力仿真分析
        2.4.1 次镜位姿调整方案设计
        2.4.2 光学系统地面重力失调的次镜校正能力仿真分析
        2.4.3 光学系统在轨极限失调状态的次镜校正能力仿真分析
        2.4.4 光学系统在轨随机失调状态的次镜校正效果仿真
        2.4.5 次镜位姿调整对主镜面形误差的补偿能力仿真
    2.5 光学系统失调波像差的检测方法
    2.6 本章小结
第3章 六自由度平台的运动学建模与控制算法
    3.1 六自由度平台的机构原理
        3.1.1 六自由度平台的组成
        3.1.2 六自由度平台的自由度计算
        3.1.3 六自由度平台的坐标变换
        3.1.4 六自由度平台的坐标系描述
    3.2 六自由度平台的运动学反解
    3.3 六自由度平台的运动学正解
    3.4 六自由度平台的Jacobian矩阵
    3.5 六自由度平台的工作空间分析
    3.6 六自由度平台运动控制算法的仿真验证
    3.7 本章小结
第4章 高精度次镜位姿调整机构设计
    4.1 次镜调整机构的主要设计指标
    4.2 次镜调整机构的构型优化设计
        4.2.1 优化目标函数的确定
        4.2.2 机构构型参数约束条件
        4.2.3 机构构型参数优化方法
    4.3 高精度驱动支杆设计
        4.3.1 驱动支杆传动方案设计
        4.3.2 驱动精度分析
        4.3.3 关键元器件选型计算
        4.3.4 闭环控制测角误差分析
    4.4 万向铰链设计
        4.4.1 十字共轴型万向铰链
        4.4.2 偏置型万向铰链
        4.4.3 柔性铰链
    4.5 次镜调整机构的有限元分析
        4.5.1 次镜调整机构的模态分析
        4.5.2 对次镜面形精度的影响分析
    4.6 基于次镜位姿调整的光学系统失调校正实现方案
    4.7 本章小结
第5章 次镜调整机构的性能测试与试验
    5.1 次镜调整机构的刚度测试
        5.1.1 -X向加载试验
        5.1.2 Y向加载-卸载试验
    5.2 次镜调整机构的运动性能测试
        5.2.1 运动分辨率测试
        5.2.2 运动精度测试
        5.2.3 机构的实际工作空间测试
    5.3 次镜调整机构的力学试验
        5.3.1 力学试验条件
        5.3.2 力学试验方案与试验结果
        5.3.3 次镜调整机构的位姿锁定能力测试
        5.3.4 力学试验后机构的刚度和运动精度复测
    5.4 次镜调整机构的在轨工况寿命试验
        5.4.1 试验目的
        5.4.2 试验方案设计
        5.4.3 检测内容及要求
        5.4.4 试验结果评价
    5.5 本章小结
第6章 次镜调整机构的误差分析与标定
    6.1 引言
    6.2 机构运动学标定的基本内容
    6.3 基于运动学反解的误差分析模型
    6.4 次镜调整机构的标定模型
    6.5 标定模型的求解算法
    6.6 次镜调整机构的位姿测量
    6.7 次镜调整机构的标定效果仿真
    6.8 基于输出位置信息测量的机构标定实验
    6.9 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 论文主要工作内容总结
    7.2 下一步工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(3)索杆混联并联机构运动学与力学分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 柔索牵引并联机器人研究现状
        1.2.2 索杆混联机器人研究现状
    1.3 本课题研究内容
第二章 索杆混联并联机构设计
    2.1 索杆混联并联机器人结构特点
    2.2 索杆混联并联平台整体结构设计与模型建立
    2.3 索杆混联并联装置试验平台
    2.4 本章小结
第三章 索杆混联并联平台运动学分析
    3.1 索杆混联并联平台坐标系建立
    3.2 索杆式并联平台位置反解分析
        3.2.1 机构位姿变换描述
        3.2.2 并联平台位置反解模型
    3.3 索杆混联并联平台位置正解分析
        3.3.1 Newton-Raphson迭代法
        3.3.2 索杆混联机构位置正解模型
    3.4 正反解模型算例验证
    3.5 索杆混联平台速度与加速度分析
        3.5.1 索杆混联平台速度与加速度分析
        3.5.2 索杆混联平台速度变化算例仿真
    3.6 本章小结
第四章 索杆混联并联平台力学分析
    4.1 力线平移定理与力封闭条件
        4.1.1 力线平移定理
        4.1.2 索驱动并联机构力封闭条件
    4.2 静力学分析与数值仿真
        4.2.1 索杆式并联机构静力学分析
        4.2.2 静力学数值仿真
    4.3 索杆混联平台动力学分析
        4.3.1 末端执行器动力学模型
        4.3.2 驱动单元动力学模型
        4.3.3 整体系统动力学模型
    4.4 本章小结
第五章 索杆混联并联机构模型仿真分析
    5.1 索杆式并联机构Adams模型创建
    5.2 索杆混联并联机构运动学仿真
        5.2.1 索杆混联并联机构运动学仿真
        5.2.2 仿真结果分析
    5.3 索杆混联并联机构力学仿真
        5.3.1 索杆混联并联机构力学仿真
        5.3.2 仿真结果分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况

(4)FAST液压促动器群系统可靠性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
        1.1.1 大型射电望远镜简介
        1.1.2 FAST工程简介
        1.1.3 选题的意义
    1.2 可靠性的研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 问题的提出与研究思路
        1.3.1 问题的提出
        1.3.2 研究思路
    1.4 研究内容
第2章 FAST液压促动器可靠性
    2.1 液压促动器工作原理简介
        2.1.1 液压促动器的结构分析
        2.1.2 液压促动器运行状态分析
    2.2 液压促动器的可靠性影响因素分析
        2.2.1 液压促动器试验样机的可靠性试验
        2.2.2 可靠性试验平台搭建
        2.2.3 可靠性故障现象分析
    2.3 液压促动器故障排查及优化
        2.3.1 液压促动器故障分析
        2.3.2 确定液压促动器故障因素
        2.3.3 促动器优化设计方案
    2.4 单个促动器系统可靠性寿命模型建立
        2.4.1 液压促动器可靠性增长模型
        2.4.2 可靠性试验失效数据分析
    2.5 试验验证
        2.5.1 可靠性增长试验的AMSAA模型简述
        2.5.2 可靠性增长试验数据验证
    2.6 本章小结
第3章 FAST液压促动器群系统可靠性
    3.1 主动反射面系统结构
    3.2 影响群系统可靠性相关因素分析
        3.2.1 群系统与单个系统之间的关系
        3.2.2 群系统寿命影响因素分析
        3.2.3 群系统失效判据
    3.3 FAST液压促动器群系统故障FTF分析
        3.3.1 FMECA以及FTA分析方法综述
        3.3.2 液压促动器群系统的定性分析
        3.3.3 液压促动器群系统的定量分析
    3.4 本章小结
第4章 FAST液压促动器群系统模糊故障树研究
    4.1 模糊故障树理论研究
        4.1.1 基于T-S模型的模糊故障树理论
        4.1.2 T-S模糊故障树分析方法及算法
        4.1.3 T-S模糊故障树重要度分析
    4.2 液压促动器群系统模糊故障树的建立
    4.3 基于模糊故障树的数据分析
        4.3.1 基于模糊故障树的T-S门的构造
        4.3.2 液压促动器群系统故障的模糊可能性
    4.4 基于群系统的T-S模糊故障树重要度分析
    4.5 液压促动器群系统的故障搜索决策
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢

(5)用于天线面形测量的索并联机构的研究与控制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
        1.1.1 课题研究背景与意义
        1.1.2 课题来源
    1.2 大射电望远镜面形测量研究现状
    1.3 大尺度索并联机构研究现状
    1.4 本文主要内容与框架
第二章 索并联机构的缩比模型与相似性分析
    2.1 相似原理简介
        2.1.1 相似理论背景与发展
        2.1.2 相似三定律
        2.1.3 相似推理方法
    2.2 大尺度索并联机构的相似性分析
        2.2.1 基于运动微分方程的相似性分析
        2.2.2 基于量纲的相似性分析
    2.3 索并联机构的缩比模型
        2.3.1 缩比模型尺寸设计
        2.3.2 缩比模型仿真验证
    2.4 索并联机构的畸变模型
        2.4.1 畸变模型理论分析
        2.4.2 畸变模型仿真验证
        2.4.3 1.1m试验机构的设计
    2.5 本章小结
第三章 索并联机构的动力学与运动学分析
    3.1 悬索微分方程的建立与分析
        3.1.1 悬索微分方程建立
        3.1.2 悬索微分方程的近似解
        3.1.3 悬索微分方程的数值解
        3.1.4 悬索误差分析
    3.2 索并联机构的动力学分析与张力求解
        3.2.1 动力学方程建立
        3.2.2 基于等效直线的索张力求解
        3.2.3 基于近似解的索张力求解
    3.3 索并联机构运动学分析
        3.3.1 基于等效直线的运动学分析
        3.3.2 基于近似解的运动学分析
    3.4 机构力与运动仿真
    3.5 本章小结
第四章 索并联机构的工作空间与张力优化分析
    4.1 悬索虚牵及工作空间的判定与求解
        4.1.1 悬索虚牵问题与判定
        4.1.2 工作空间的判定
        4.1.3 静态工作空间的求解
        4.1.4 动态工作空间的求解
    4.2 索张力优化分析
        4.2.1 最小方差目标函数
        4.2.2 最小2 范数目标函数
        4.2.3 张力优化仿真分析
    4.3 工作空间仿真与最优工作平面确定
        4.3.1 静态工作空间与最优工作平面
        4.3.2 动态工作空间与最优工作平面
    4.4 倾斜状态下的工作空间分析
        4.4.1 倾斜状态分析
        4.4.2 工作空间与最优工作平面
    4.5 本章小结
第五章 索并联机构的误差补偿与预松弛控制
    5.1 机构误差分析与建模
        5.1.1 机构误差分析
        5.1.2 误差理论模型
    5.2 LSTM误差预测补偿
        5.2.1 LSTM网络简介
        5.2.2 误差预测补偿算法
        5.2.3 误差预测补偿仿真
    5.3 含误差的预松弛控制策略
        5.3.1 含误差的位姿求解问题
        5.3.2 预松弛控制策略
        5.3.3 预松弛控制仿真
    5.4 基于误差补偿的预松弛控制
    5.5 本章小结
第六章 试验平台设计与运动控制实验
    6.1 试验平台的设计
        6.1.1 试验平台的机械结构设计
        6.1.2 试验平台的硬件设计
        6.1.3 试验平台的软件设计
    6.2 试验平台控制系统设计
        6.2.1 控制策略部分
        6.2.2 控制执行部分
        6.2.3 控制反馈部分
        6.2.4 控制通讯部分
    6.3 轨迹运动控制实验
        6.3.1 控制策略对比实验
        6.3.2 定点运动实验
        6.3.3 平面扫描运动实验
        6.3.4 空间扫描运动实验
    6.4 本章小结
第七章 结束语
    7.1 本文工作总结
    7.2 本文主要创新点
    7.3 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

(6)FAST工程馈源舱结构设计(论文提纲范文)

0 引言
1 馈源舱结构组成
    1.1 星形框架
    1.2 AB轴机构
    1.3 Stewart平台
        1.3.1 下平台
        1.3.2 上平台
        1.3.3 分支杆
2 馈源舱的力学仿真分析
3 结论

(7)空间望远镜用高精度高刚度并联调整平台设计与测试研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究意义
    1.2 国内外相关研究进展
        1.2.1 并联平台的应用研究进展
        1.2.2 望远镜次镜调整平台的研究现状
        1.2.3 六自由度并联平台的运动学研究现状
        1.2.4 并联平台的刚度研究现状
        1.2.5 并联平台的测量方法研究现状
        1.2.6 采用偏置铰链的并联平台的研究现状
    1.3 本论文的主要研究内容
第2章 并联调整平台整机设计
    2.1 引言
    2.2 调整平台结构方案
        2.2.1 结构方案对比
        2.2.2 最终方案确定
    2.3 调整平台构型参数
    2.4 调整平台结构设计
        2.4.3 上平台设计
        2.4.4 下平台设计
        2.4.5 支腿组件设计
        2.4.6 支腿驱动组件设计
        2.4.7 铰链设计
    2.5 元器件选型
        2.5.1 电机选型
        2.5.2 减速器选型
        2.5.3 轴承选型
        2.5.4 滚珠丝杠选型
        2.5.5 导轨选型
        2.5.6 光栅尺和读数头选型
    2.6 加工零部件及材料
    2.7 电子学方案
    2.8 软件方案
    2.9 本章小结
第3章 并联调整平台运动学建模与分析
    3.1 引言
    3.2 结构参数
        3.2.1 自由度计算
        3.2.2 构型参数
    3.3 逆运动学分析
        3.3.1 采用铰点运动约束方法的运动学分析
        3.3.2 采用D-H参数方法的逆运动学分析
    3.4 正运动学分析
    3.5 运动学仿真验证
        3.5.1 逆运动学仿真验证
        3.5.2 正运动学仿真验证
        3.5.3 斜块速度及位移仿真分析
    3.6 速度与加速度分析
        3.6.1 广义坐标向量与广义速度
        3.6.2 上平台的速度和加速度分析
        3.6.3 上铰链点的速度和加速度分析
        3.6.4 支腿各关节运动的速度
        3.6.5 并联平台整机雅克比矩阵
    3.7 本章小结
第4章 并联调整平台力学特性分析
    4.1 引言
    4.2 有限元模型的建立
        4.2.1 材料属性
        4.2.2 有限元模型
    4.3 主要零部件模态分析
        4.3.1 上平台模态分析
        4.3.2 偏置铰链模态分析
        4.3.3 支腿模态分析
        4.3.4 驱动斜块模态分析
        4.3.5 下平台模态分析
    4.4 整机模态分析
    4.5 整机刚度分析
    4.6 本章小结
第5章 并联调整平台测试研究
    5.1 引言
    5.2 零位测试试验
    5.3 逆运动学解测试
    5.4 运动性能测试
        5.4.1 运动分辨率测试
        5.4.2 运动精度测试
        5.4.3 工作行程测试
    5.5 并联平台静刚度试验
    5.6 应力筛选试验
    5.7 本章小结
第6章 并联调整平台优化设计与对比分析
    6.1 引言
    6.2 刚度链分析
    6.3 精度链分析
    6.4 平台优化设计
    6.5 改进平台的零位标定
    6.6 改进平台的刚度测试
        6.6.1 串联支腿链刚度测试
        6.6.2 整机平台静刚度测试
        6.6.3 整机平台动刚度测试
    6.7 改进前后平台性能指标对比分析
    6.8 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 下一步工作计划
参考文献
附录
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(8)多波束天线的座架设计与控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 并联机构发展历程及应用
        1.2.2 并联机构在雷达天线领域的应用
        1.2.3 并联机构精度分析研究现状
        1.2.4 并联机构结构参数优化理论的研究现状
    1.3 本文的研究内容
第二章 6-UCU天线座架运动学分析与刚度分析
    2.1 引言
    2.2 6-UCU天线座架运动学正逆解分析
    2.3 天线座架的动平台姿态精度分析
    2.4 天线座架的工作空间分析
        2.4.1 天线座架的工作空间求解方法
        2.4.2 工作空间求解实例
    2.5 天线座架的刚度分析
    2.6 本章小结
第三章 6-UCU天线座架的结构参数优化设计
    3.1 引言
    3.2 优化模型的建立
    3.3 人工蜂群算法
        3.3.1 标准人工蜂群算法
        3.3.2 基于相对适应度的改进人工蜂群算法
    3.4 基于相对适应度的人工蜂群算法的多目标优化问题求解
    3.5 优化结果分析
        3.5.1 工作空间
        3.5.2 机构的奇异性校验
    3.6 基于蒙特卡洛法的姿态误差模拟
        3.6.1 电动缸长度随机误差
        3.6.2 虎克铰转动中心坐标随机误差
        3.6.3 机构姿态的误差模拟
    3.7 本章小结
第四章 轨迹规划与运动仿真
    4.1 引言
    4.2 位姿参数的补全
    4.3 轨迹规划
    4.4 运动仿真平台
        4.4.1 模型的构建
        4.4.2 模型的运动
        4.4.3 仿真界面设计
        4.4.4 运动仿真样例
    4.5 本章小结
第五章 6-UCU天线座架运动控制实验
    5.1 引言
    5.2 控制系统的搭建
    5.3 天线座架的结构参数标定
    5.4 天线座架的精度调试实验
        5.4.1 实验设计
        5.4.2 实验结果及分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(9)基于3-RSR并联机构的混联式天线座架结构设计与仿真分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 并联机构应用概况
    1.3 并联式天线研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 混联天线机构运动分析及结构优化
    2.1 引言
    2.2 3-RSR并联机构奇异位形分析
        2.2.1 运动学奇异
        2.2.2 约束奇异
    2.3 3-RSR并联机构参数优化
    2.4 3-RSR并联机构伴随运动与极化驱动关系分析
        2.4.1 并联机构仅进行俯仰运动
        2.4.2 并联机构仅进行方位运动
        2.4.3 并联机构方位与俯仰联动
    2.5 天线机构相位中心运动分析
    2.6 混联天线机构包络空间分析
        2.6.1 混联天线收藏包络空间
        2.6.2 混联天线工作包络空间
    2.7 本章小结
第3章 混联天线关键零部件结构设计
    3.1 引言
    3.2 并联机构平台结构设计
    3.3 并联机构支链结构设计
        3.3.1 支撑座结构设计
        3.3.2 上支链结构设计
        3.3.3 下支链结构设计
        3.3.4 支链中间关节限位结构设计
        3.3.5 下支撑座轴设计
    3.4 极化机构设计
    3.5 本章小结
第4章 混联天线传动系统设计
    4.1 引言
    4.2 混联天线驱动力矩求解
        4.2.1 混联天线风载分析
        4.2.2 并联机构支链驱动力矩求解
        4.2.3 极化机构驱动力矩求解
    4.3 支链传动系统设计
    4.4 极化机构传动系统设计
    4.5 本章小结
第5章 混联天线有限元仿真
    5.1 引言
    5.2 混联天线有限元建模
    5.3 混联天线静力分析
    5.4 混联天线指向精度分析
    5.5 混联天线模态分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢

(10)基于激光跟踪仪的FAST馈源舱位姿测量技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 FAST馈源舱位姿测量相关技术的发展现状
        1.2.1 测量系统选型
        1.2.2 同轴度测量技术现状
        1.2.3 Stewart机构标定技术现状
        1.2.4 位姿测量技术现状
    1.3 论文的研究思路
    1.4 论文的主要内容和结构
    1.5 本章小结
第二章 激光跟踪仪测量技术
    2.1 激光跟踪仪测量系统原理
    2.2 激光跟踪仪测量系统硬件
        2.2.1 激光跟踪仪
        2.2.2 控制器
        2.2.3 反射器
        2.2.4 气象站
    2.3 激光跟踪仪测量系统软件
    2.4 精度分析
        2.4.1 角度测量精度
        2.4.2 距离测量精度
        2.4.3 反射器常数
        2.4.4 测量不确定度
    2.5 本章小结
第三章 FAST馈源舱安装测量
    3.1 FAST馈源舱简介
        3.1.1 馈源舱组成
        3.1.2 馈源舱功能
    3.2 馈源舱星形框架同轴度测量
        3.2.1 同轴度测量原理
        3.2.2 确定测站位置
        3.2.3 测量过程
        3.2.4 数据处理
        3.2.5 误差分析
    3.3 馈源舱AB轴交点测量
        3.3.1 AB轴结构设计及功能分析
        3.3.2 AB轴交点测量
        3.3.3 AB轴空间姿态误差分析
    3.4 本章小结
第四章 FAST馈源舱Stewart机构标定
    4.1 Stewart结构介绍
        4.1.1 结构设计
        4.1.2 性能分析
        4.1.3 标定模型
    4.2 FAST馈源舱仿真分析
        4.2.1 ADAMS结构模型
        4.2.2 Simulink控制模型
        4.2.3 联合仿真模型与结果
    4.3 馈源舱伺服控制
        4.3.1 伺服控制简介
        4.3.2 伺服控制原理
        4.3.3 伺服控制流程
    4.4 Stewart机构标定研究
        4.4.1 标定原理
        4.4.2 建立坐标系
        4.4.3 标定过程
        4.4.4 数据处理及误差分析
    4.5 本章小结
第五章 Stewart机构位姿测量的方法
    5.1 单台激光跟踪仪测量位姿
        5.1.1 测量准备
        5.1.2 测量原理
        5.1.3 测量过程
        5.1.4 位姿解算
    5.2 DPM系统测量位姿
        5.2.1 测量系统简介
        5.2.2 测量原理
        5.2.3 测量过程
        5.2.4 位姿解算
    5.3 三台激光跟踪仪联合测量位姿
        5.3.1 测量系统简介
        5.3.2 测量原理
        5.3.3 测量过程
        5.3.4 位姿解算及数据滤波
    5.4 三种位姿测量方法比较
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文的主要工作和结论
    6.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
作者简历

四、FAST馈源精调试验平台运动精度分析(论文参考文献)

  • [1]FAST馈源舱动力学设计及扰动抑制技术[J]. 李建军,窦玉超,付强,王宇哲,贾彦辉,段艳宾. 电子机械工程, 2020(06)
  • [2]大口径空间遥感器失调波像差次镜校正技术研究[D]. 李宪斌. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(01)
  • [3]索杆混联并联机构运动学与力学分析[D]. 翟景帅. 河北大学, 2020(08)
  • [4]FAST液压促动器群系统可靠性研究[D]. 刘航. 燕山大学, 2020(01)
  • [5]用于天线面形测量的索并联机构的研究与控制[D]. 范银. 上海交通大学, 2020(09)
  • [6]FAST工程馈源舱结构设计[J]. 王宇哲,李建军,贾彦辉,段艳宾. 河北省科学院学报, 2019(02)
  • [7]空间望远镜用高精度高刚度并联调整平台设计与测试研究[D]. 韩哈斯敖其尔. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2019(08)
  • [8]多波束天线的座架设计与控制研究[D]. 李炳川. 西安电子科技大学, 2019(02)
  • [9]基于3-RSR并联机构的混联式天线座架结构设计与仿真分析[D]. 侯荣伟. 燕山大学, 2019(03)
  • [10]基于激光跟踪仪的FAST馈源舱位姿测量技术研究[D]. 程志峰. 战略支援部队信息工程大学, 2017(01)

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FAST Feed微调试验台运动精度分析
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