捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)振動控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代國防建設(shè),對于精確打擊、精確導(dǎo)航等技術(shù)提出了越來越高的要求。捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以其結(jié)構(gòu)簡單、量小質(zhì)輕、精度高等特點,被廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、陸地車載導(dǎo)航等領(lǐng)域。由于實際的運用環(huán)境復(fù)雜多變,捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航精度受環(huán)境振動因素影響較大,因此對其進行振動控制就顯的尤為重要。
　　本文查閱分析了國內(nèi)外大量相關(guān)技術(shù)文獻,對目前受關(guān)注較高的被動隔振技術(shù)與振動主動控制技術(shù)進行了研究。在了解捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的振動特性基礎(chǔ),運用兩種技術(shù)對其進行

2、了減振的理論分析,有限元仿真以及實驗研究,最終不同的振動控制技術(shù)都能夠達到相應(yīng)的減振效果,并且主動控制技術(shù)減振效果較好,具有廣泛的適用性和結(jié)構(gòu)融合性。
　　首先分析了捷聯(lián)慣導(dǎo)組件在實際運用環(huán)境中的振動特性,根據(jù)簡化分析得到的被動隔振系統(tǒng)的單自由度剛體彈性支撐系統(tǒng)模型,建立了捷聯(lián)慣組被動隔振的六自由度等效模型,并對模型進行動力學(xué)分析,建立了動力學(xué)微分方程;基于被動隔振分析,建立了主動隔振系統(tǒng)模型,并進行了動力學(xué)分析;運用Hamilt

3、on原理建立了捷聯(lián)慣組粘貼式壓電作動器振動主動控制系統(tǒng)的有限元模型,并應(yīng)用模態(tài)截斷法對有限元模型進行了降階處理,運用D優(yōu)化準則對主動控制中壓電傳感器和作動器的優(yōu)化配置進行了分析。
　　其次,運用ANSYS軟件對捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的安裝組件進行了結(jié)構(gòu)動力學(xué)仿真分析,得到了前四階振型,針對捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的實際應(yīng)用環(huán)境分別對被動隔振、主動隔振以及粘貼式壓電作動器振動主動控制技術(shù)進行了正弦和瞬態(tài)加載的仿真分析,經(jīng)過分析不同的控制技術(shù)都達到了相應(yīng)的

4、減振效果,且主動控制技術(shù)的減振效果較好,并對主動隔振技術(shù)和粘貼式壓電作動器振動主動控制技術(shù)中壓電作動器的優(yōu)化配置進行了仿真分析。
　　最后,進行了實驗驗證。先對捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)安裝組件進行了諧振搜索,找到了其諧振頻率,與仿真的結(jié)果基本一致。搭建了基于捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)安裝組件的被動隔振系統(tǒng),進行了正弦掃頻和隨機振動實驗,測得抑振效果與仿真結(jié)果一致。搭建了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)主動控制系統(tǒng)。經(jīng)過實驗驗證,實驗結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合,說明仿真結(jié)果具有較高