位姿仿真平臺的設計與研究.pdf

1、三軸轉臺是飛行器及地面半實物仿真的關鍵設備,它可以模擬飛行器及宇航員在空間飛行時方位、俯仰、橫滾等姿態(tài)的運動。作為一種高精度的半實物仿真設備,三軸轉臺廣泛應用于航空、航天、航海等領域中。飛行器在太空中不可避免的遇到各種意外,在遭遇意外的的情況下,宇航員的運動軌跡將會發(fā)生急劇變化,此時宇航員的頭部將是意外環(huán)境中薄弱環(huán)節(jié),因此宇航員的頭部是保護的重點,制造頭部的防護裝置需要了解頭部在各種環(huán)境下的運動軌跡,即頭部的受力數據,三軸轉臺可以在地面

2、實驗室模擬相似環(huán)境下頭部的運動軌跡。三軸轉臺的仿真數據直接影響到防護用具的研制與加工。仿真數據是制造宇航員防護用具的依據,三軸轉臺的仿真數據直接關系到飛行器中的飛行員的生命安全。研制的仿真設備很多,但用于仿真數據驗證的設備卻不多。因此,設計一套集模擬仿真、數據輸出和數據驗證于一體的空間目標位姿仿真平臺非常重要。
　　 本文根據三軸轉臺的模擬仿真原理和攝像機拍攝位姿的可靠性設計了一套地面實驗室的仿真設備。
　　 首先設計了

3、一套用于仿真的三軸轉臺,而后利用UG軟件建立了三軸仿真轉臺的三維實體模型,并進行了運動仿真,驗證三個框架運動性能及整體平臺的運動性能。同時利用ANSYS軟件對三軸轉臺進行有限元分析,并設計一套攝像機拍攝裝置,對模擬目標的運動軌跡進行拍攝跟蹤?？刂葡到y(tǒng)依據攝像機拍攝的數據對三軸轉臺的仿真數據進行對比驗證。
　　 其次對空間目標位姿仿真平臺的機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進行了分析和設計。對三軸轉臺的結構進行了改進和創(chuàng)新,提高了轉臺的回轉精度,