并联机构机电耦合动力学计算

并联机构动力学模型是一个多输入、多输出、非线性、强耦合的复杂机电系统,目前还没有一个成熟的并联机构动力学建模和仿真计算方法.针对三自由度并联机构,建立了包括机械机构、伺服电机一体化的动力学模型.最后在设计好的运动平台轨迹下,计算了移动腿的位移、驱动电机的负载转距;分析了移动腿的误差.计算机仿真结果展示了控制器对机构位移和伺服电机转距良好的控制.     

数控工作台机电耦合动力学分析与优化

以二维数控工作台机电耦合系统为算例,采用能量的方法用拉格朗日-麦克斯韦方程推导建立了包括机构、伺服电机和控制器的系统动力学微分方程组;用稳定性较好的龙格-库塔方法实现了方程组的高效求解;用遗传算法优化了控制参数.计算结果展示了优化后的控制参数对机构速度、位移及伺服电机转矩的优化控制,解决了该系统机电耦合动力学优化问题.     

双机传动机电耦合的动力学特性的仿真分析

以回转双机驱动的振动机为例,建立了该机的力学和数学模型,并进行了离散化,并对各种工况下的系统仿真图,依据达郎伯原理进行了动力学分析,进而得出能量的传递与系统同步状态的内在的必然联系。     

大型空间刚柔耦合组合体的动力学建模

根据大型刚柔耦合空间组合体的结构特点 ,研究带挠性附件的空间结构的建模方法。文中组合体看成为在中心体上连接若干柔性附件 ,附件铰接于中心体 ,它相对于中心体运动。作者根据Lagrange方法建立了大型刚柔耦合空间组合体的动力学方程。     

光电经纬仪引导系统的研究与设计

介绍一种根据在靶场靶弹抽校中,靶弹偏离理论弹道不大的特点,而研制的经纬仪的引导系统,具体说明了系统设计所涉及的几方面问题以及软件及硬件的设计,给出了系统的检测结果。     

固体火箭发动机药柱整形装备机电耦联动力学建模与计算

机电耦联系统动力学系统是典型的多输入、多输出、非线性、强耦合、不确定性系统.机电耦联系统动力学的建模与计算对于深入研究机电一体化装备整机动力学性能,改善控制精度等方面具有重要意义.据此,针对固体火箭药柱整形装备主轴部件2自由度机电耦联系统,运用Park变换推导该系统基于伺服电动机dq0坐标系的拉格朗日-麦克斯韦方程,建立包括机构、伺服电动机和控制器的系统微分方程组.该机电耦联动力学建模方法不需测量电动机的磁路尺寸,只要测量电动机dq0坐标系绕组电感和永磁体磁链的幅值就可直接列出微分方程,推导简洁高效,便于应用.动力学微分方程求解采用稳定性较好、数值精度较高的Hamming方法实现方程组高效的求解.仿真结果证明动力学微分方程推导正确,求解高效.     

伺服驱动系统机电耦合动力学特性分析

为探究电磁参数和机械参数变化对伺服驱动系统动态特性的影响,基于机械动力学和电磁学相关理论,建立一种包括电机电磁刚度和电磁阻尼的四惯量机电耦合模型;采用变步长4～5阶Runge-Kutta法对模型进行数值求解,得到系统的时间历程曲线、相平面图、庞加莱映射和幅频特性曲线;分析电磁刚度、激励频率和传动综合误差等参数的变化对机...     

激光电子经纬仪动态跟踪引导系统的设计

设计了一种基于视觉的激光电子经纬仪跟踪引导系统来提高电子经纬仪工作效率,实现其在大空间范围内目标点的动态测量.介绍了跟踪引导系统结构组成并分析了外置扫描设备以及激光电子经纬仪的运动特性.建立扫描设备运动学模型,说明了利用空间坐标转换关系,通过光轴搜索法实现了经纬仪激光点自动引导的策略.然后,给出了镜头的变焦控制方法.最...     

并联测量机柔性动力学建模与误差耦合

为解决目前高速机构存在的高速与高精度之间的矛盾,研究了高速并联测量机的柔性问题。应用弹性梁运动学理论和Galerkin模态截断法推导了一维弹性梁运动学变形位移模型;以欧拉-贝努利梁为假设,应用Hamilton原理建立了考虑中线变形的柔性结构耦合动力学模型。最后,基于中线耦合动力学模型,测试了不同速度下弹性振动产生的误差,提出了通过调节黏滞摩擦系数来降低振动耦合误差,进而提高测量精度的方法。基于仿真实验验证了提出方法的有效性和可行性。结果表明:在忽略结构误差前提下,角速度为300rad/s时产生的横向一阶振动耦合误差最大值为28.6μm;合理调整黏滞摩擦在0.4~0.5时,振动耦合误差降低至15μm以内,相比调整前误差降低了13.6μm。提出的方法为进一步解决高速与高精度之间的矛盾和研究高阶弹性振动与精度的耦合机理提供了理论基础。     

力平衡式真空微电子加速度传感器的机电耦合特性

力平衡式真空微电子加速度传感器的惯性敏感元件不仅受弹性力的作用,同时还受静电力的作用,其总刚度为机械刚度和由静电力引入的电学刚度之和。本文利用平行板电容器模型计算发射电极间的静电力,并引入一个修正系数描述发射锥尖阵列的影响,对传感器性能进行了理论分析。分析表明,提高偏置电压可以改善传感器的线性度和灵敏度,通过调节偏置电压来调整系统的刚度和阻尼比可使其具有更好的动态特性。由于静电吸合效应的影响,质量块的位移必须小于偏置电极间初始间距的1/3,系统才能稳定。为了获得较好的动态特性,需要确定一个由偏置电压决定的优化工作点。实验结果表明,当设置发射电压和反馈偏置电压分别为1.953 V和5.478 V时,该真空加速度传感器的灵敏度达到557 mV/g,非线性度为0.95%,传感器系统具有良好的性能。     

浅谈电子测风经纬仪使用与保养技术

GYR1型电子测风经纬仪是新型的高空测风备份仪器之一。是利用光、机、电一体化技术设计开发智能化、适用面广的数字测风经纬仪系统,相比普通70-Ⅰ型测风经纬仪,它克服了手工记录观测数据、手工录入等一系列不足,只需在高空风测量时人工跟踪测风气球,系统便会自动采集测风数据、自动计算测风结果。本文介绍了GYR1型电子测风经纬仪的结构、性能、工作原理和它的使用与保养技术。     

机电集成电磁蜗杆传动系统自由振动分析

考虑机电集成电磁蜗杆传动系统中机械系统与电系统之间的电磁耦合作用,推导了电磁耦合刚度的表达式,建立了该机电耦合系统的动力学模型及相应的微分方程组,研究了机械系统特有的旋转模态、蜗轮模态和蜗杆模态及其相应的模态特征,给出了电系统中同步、对称、不对称振荡的三种模态及相应的模态特点。最后研究了蜗轮锥顶半角对机械系统固有频率的影响规律。
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船载经纬仪数据处理

为了保证船载经纬仪的测角精度,补偿站位及船摇误差,分析了船载设备的姿态数据对测角误差的影响并建立了船摇误差模型.根据该模型提出了设备标定及测量方案,并给出了船载设备站位修正及事后数据处理方法.首先,建立船摇误差模型,分别给出航向、俯仰及横滚测量误差对设备方位角和俯仰角的影响公式;结合测量设备指标及任务要求,制定了标定及测量方案,给出了设备能够保证精度的测角范围.然后,提出了在船载设备特殊使用环境下,站位数据的测量方法及相应的站位船摇修正算法.最后,说明了船载光测设备的测量数据事后处理方法.实验结果表明,在船载精确姿态测量系统最大误差为航向角1.2′,纵倾角24″,横倾角24″的条件下,设备的测角误差均方根为方位≤57″,俯仰≤34″,基本达到了在该测量条件下的理论最优测角精度.     

车载经纬仪的静态指向误差补偿

为了降低载车平台变形对经纬仪静态测角精度的影响,补偿较大变形产生的测角误差,实现移动站弹道测量,分析了平台变形对光电经纬仪静态测角误差影响的基本原理,利用固定在方位轴轴心的倾角传感器测量出因平台变形而导致的经纬仪工作基准面中心点与水平面变化的夹角,并计算其测量坐标系的变化量。建立了平台中心变形角的底部轮廓图,经过有限的平台变形采样,存入计算机,在计算机中以方位、俯仰角为输入变量建立二维查找表,通过插值计算全方位角和全俯仰角的平台变形量,进行事后补偿。实验结果表明,该方法能够有效地补偿因平台变形而带来最大为142″的测角误差,使方位测角精度提高44″,俯仰测量精度提高8.5″。该方法为实现高精度车载光电测量提供了一种有效的途径。     

结构功能一体化天线的机电耦合机理和实验

结构功能一体化天线能够将集成微带天线阵列的射频功能件嵌入到武器平台结构中,它既可作为力学承载的蒙皮结构,又可作为收发电磁波的微波天线,在未来武器装备中具有巨大的应用前景。这种天线具有结构和电路的高度集成以及服役环境苛刻等特点,现有方法难以满足其设计制造。文中针对结构功能一体化天线的机电耦合机理问题,提出了一类阵列天线结构因素对电性能影响的混合建模方法。结合理论分析和试验数据,建立了该类天线的机电耦合模型,发掘了典型结构因素对电性能的影响机理。通过天线样件的力电性能实验,验证了机电耦合机理的有效性。本研究成果可应用到结构功能一体化天线的设计制造领域中。     

船载经纬仪测量数据的回归及补偿

基于舰载经纬仪的使用条件,分析了各测量范围内船姿变量和测角量之间的关系,提出了分段回归模型,并给出了舰载光测设备的回归测量方案及补偿方法。首先,基于船姿测角误差模型,结合多次不同测角范围内的实测数据残差,分析各测量变量间的相关性;通过摇摆台实验,结合双GPS定位数据,对测量数据进行分段双回归,建立了回归数据库。然后,提出了在执行任务前为事后回归处理进行附加观测的方案。最后,基于附加测量残差和回归数据库,提出以测量条件相似度为依据对任务数据进行补偿的方法。实验结果表明,船姿误差最大（航向72",纵倾24",横倾24"）时,补偿后光测设备的方位测角均方差由小于等于57"变为小于等于21",俯仰测角均方差则由小于等于34"变为小于等于17",基本满足了舰载光测设备对数据处理精度及稳定性的要求。