基于Stewart機構的隔振技術研究.pdf

1、隨著高分辨率遙感影像在人類社會生活中作用日益突出,以高分辨遙感衛(wèi)星為代表的高精度航天器必將成為未來各國的研究熱點。高分辨率空間系統(tǒng)需要的“超靜意義”力學環(huán)境受到航天器微振動的嚴重影響。抑制航天器微振動的最重要技術之一是航天器多自由度隔振。Stewart機構是一種空間六自由度高精度運動平臺,結合Stewart機構理論與隔振技術,開展六自由度隔振技術的研究具有重大戰(zhàn)略意義。
　　為此,本文提出了基于 Stewart機構的六自由度隔振方

2、案,采用理論建模和仿真分析深入研究基于Stewart機構的隔振技術。論文主要工作和創(chuàng)新點如下:
　　1.詳細探討了單自由度被動隔振、主動隔振和主被動聯(lián)合隔振的設計方案,對三種隔振方案進行理論建模和特性分析。研究了在不同控制規(guī)律下主動力對系統(tǒng)特性的影響,得到絕對位置反饋和絕對速度反饋能顯著提高低頻隔振性能的結論。綜合被動隔振和主動隔振的特性,提出了一種可行的具有較大隔振帶寬的主被動聯(lián)合隔振方案,奠定了多自由度隔振的基礎。
　　

3、2.對單框架控制力矩陀螺在多種工況下的振動特性進行了實驗測試,分析了振動的量級和帶寬。設計了控制力矩陀螺六自由度柔性主被動聯(lián)合隔振平臺的一體化結構形式。以柔性虎克鉸和柔性球鉸代替?zhèn)鹘y(tǒng)被動鉸鏈,消除了鉸鏈間的碰撞和摩擦。
　　3.研究了以四元數描述三維空間中物體轉動的方法,在四維矢量空間中研究隔振平臺的正向運動學,導出了形式上簡單、對稱的運動學方程——八元二次多項式方程組。構造了快速收斂的正向求解算法,能快速計算上平臺相對下平臺的唯

4、一位姿。進行了1KHz采樣頻率的動態(tài)仿真,結果表明在進行四次迭代計算后,計算誤差下降至10-15量級,驗證了該方法的有效性。
　　4.詳細闡述了以凱恩方法在任務空間中建立隔振平臺的多剛體動力學模型的過程,以張量的乘法運算代替函數求導運算,動力學方程簡單規(guī)范,編程計算容易。為獲得較精確的動力學計算結果,建立了隔振平臺的剛柔耦合仿真計算模型,分析了陀螺群在線振動和姿態(tài)振動兩種情況下彈簧等柔性構件的應力動態(tài)響應。
　　5.根據多剛