基于万向节的机载高精度光电平台机构研究

来源 :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 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qiangchengshimeng
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
全文阅读
机载光电平台能隔离载体(固定翼飞机、直升机、无人机等)的扰动,通过不断地测量、修正平台的位姿变化,精准地保持扰动姿态下的基准,是获取情报的基本、有效的手段。借助内部搭载的图像传感器实现对机动目标的跟踪,在军、民、商等多个领域发挥着重要作用。传统机载光电平台由内、外多层框架组成,图像传感器由正交的环形框架环绕,框架和驱动元件占用了很大一部分空间。随着多图像传感器任务(诸如红外相机、可见光相机、激光测距等)、多轴运动需求的增长,多层框架的尺寸也变得越来越大,导致系统刚度变差,通过电机加载力矩到环型结构进行稳定控制时,会严重限制系统带宽等性能。此外,力矩直驱电机通过轴系组件直接作用于内框架,再通过内框架对图像传感器进行驱动,电机、轴系等的摩擦扰动通过轴系直接传递到图像传感器上,降低了图像的获取精度。为解决传统光电平台带宽、稳定精度低的问题,本文旨在设计一款基于非正交的万向节光电平台结构,并开展了如下研究:首先,从总体技术指标方面,对万向节光电平台系统的各个指标进行了综合分析;对几种典型光电平台结构的优缺点进行了总结归纳,从机械臂概念引出万向节关节机构的设计理念;根据技术指标对万向节光电平台结构的基座组件、关节组件和驱动组件进行了详细设计与分析;针对设计的万向节平台结构,对编码器和陀螺仪元器件进行了选型,最终设计了一套基于万向节的机载光电平台。其次,进行了机器人的运动学描述,在此基础上利用D-H参数法对万向节关节机构进行了正、逆运动学的建模,以驱动电机为末端建立了电机和关节角度之间的映射关系,建立了速度和加速度雅克比矩阵,分析了末端执行器在惯性坐标系下沿三轴的速度和加速度分量,利用机器人工具箱进行了关节结构的运动学仿真,最后进行了万向节关节机构的轨迹规划,对运动学模型的正确性进行了验证,为后续关节机构动力学分析奠定了基础。再次,开展了万向节光电平台的动力学建模工作,先后建立了三个关节臂的动能和势能的力学方程,通过对惯量矩阵项、重力项等的求解,进一步得到了万向节关节机构的动力学方程;最后利用ADAMS动力学仿真软件,开展了光电平台的正运动和逆运动关系仿真,对驱动元件、关节机构、末端之间的运动关系进行了验证,并得到了正、逆运动条件下关节机构角度与关节处转矩的关系;通过模态分析研究对万向节光电平台整机的机械系统谐振频率进行了预测。最后,搭建了万向节光电平台的实验环境,对光电平台的稳定精度、控制带宽等相关技术指标进行了测试。结果表明,本系统的各项性能参数均达到了设计指标要求,验证了系统模型的正确性。本文以传统机载光电平台控制带宽低、稳定精度低为切入点,开展了新型结构形式的光电平台机构研究,引入了关节机构、音圈电机等新型结构器件,开展了完整的运动学、动力学建模及相关实验研究,最终设计出的光电平台结构稳定精度达到5μrad,控制带宽为60.2 Hz,为新型机载光电平台的研制提供了一定的理论参考和应用价值。
其他文献
山东省临沂市总工会认真贯彻落实新时代党的建设新要求,坚持以党建统领工会工作,立足"维护职工合法权益、竭诚服务职工群众"基本职能,着力打造"党工共建·服务职工"党建品牌,实现了党建与工会业务融合发展。该市党建带工建工作获评2018年山东省工会系统(地级市)第1名;"党工共建·服务职工"项目获临沂市直机关"十佳"党建品牌。2019年6月,被临沂市委市直机关党建领导小组授予党建工作先进单位。
期刊
本文利用2007—2019年我国276家商业银行数据,采用固定效应模型和GMM广义矩估计实证检验了宏观审慎政策对银行风险承担水平的影响,并基于银行杠杆率和货币政策视角进一步分析其潜在的作用机理。结果表明:加强宏观审慎管理与紧缩性货币政策立场会显著降低银行风险承担水平,但不同宏观审慎政策衡量指标的影响不尽相同且受到银行杠杆率的影响;银行异质性对宏观审慎政策效果产生了显著的不同影响,“双支柱”调控在实
如何实现工会组织在企业、街道、社区的全面覆盖?如何使工会组织切实发挥作用,成为职工温暖的"家"?北京市房山区拱辰街道总工会通过开展"党建带工建,工建促党建,党工共建"活动,不仅进一步完善了基层工会组织设置,扩大了工会组织的覆盖面,还在加强班子建设、提高队伍素质、改进工作方式、强化组织功能等方面,迈出了坚实的步伐。
期刊
为了建立检测非洲猪瘟病毒(ASFV)的间接ELISA方法,试验基于p72/p32基因序列,构建了重组质粒pCold-p72/p32,将其转化至大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中,利用IPTG诱导获得相应的重组蛋白,通过SDS-PAGE分析重组蛋白的表达形式,利用Ni2+柱亲和层析法纯化p72/p32重组蛋白,并以此为包被抗原建立2种快速检测ASFV的间接ELISA方法,并对方法的临界值、有无交
转型经济背景下,寻求有利可图的投资机会并承担相应风险,有助于微观企业加速资本积累与技术创新,成为实现宏观经济增长的动力源泉。以2007—2020年沪深A股制造业上市公司为研究样本,考察分析师关注对企业风险承担的影响。研究结果表明,分析师关注有助于提升企业风险承担水平。影响机理检验表明,分析师关注通过降低代理成本而提升了企业风险承担水平。进一步发现,在企业信息透明度高、行业集中度低、管理层权力配置合
江苏省苏州工业园区总工会围绕建设党政满意、职工满意的工会组织,坚持"党建带工建、工建促党建",积极探索党工共建的新途径,整合工作资源,创新工作机制,不断提升党建引领的针对性实效性,提升工会组织的凝聚力吸引力。
期刊
机载光电平台是现代战争中获取实时信息的重要手段之一,在近年来发生的几次局部战争中,无人机搭载的光电载荷为军队提供了实时侦察、指引打击等信息支持,对战局的发展起到了关键作用。机载光电载荷目标定位精度是其进行目标侦察的一项重要指标,准确的目标定位对战场态势感知、目标打击指引、甚至民用中的伤员救治和森林防火等都有至关重要的作用。针对如何提高目标定位精度的问题,本文首先介绍了该课题的背景和意义,着重介绍了
浙江省德清县总工会占建平报道浙江省德清县总工会结合工会工作实际,立足共建共治共享社会治理新格局,以构建和谐劳动关系为目的,创新构建"党带工建"会员自治管理新模式。突出党建"带",构建会员管理体系。一是坚持党带工建。县总工会与县委组织部、县委两新工委,联合制定了《关于在全县企业开展"党建带工建、党员带会员"自治管理活动的通知》,并将此项工作纳入"争双强、当先锋"活动内容。二是深化党工共建。充分发挥劳
期刊
基于2011—2020年35家城市商业银行的面板数据,利用静态面板模型、动态面板模型和中介效应模型实证检验并分析了数字普惠金融对我国城市商业银行风险承担的影响及其传导机制。研究发现:发展数字普惠金融有助于降低城市商业银行的风险承担;数字普惠金融通过冲击贷款业务和存款业务,提高了城市商业银行的贷款质量和流动性水平,进而降低其风险承担水平;而受多种因素的综合影响,中间业务传导渠道的作用机制并不显著。
随着深空探测领域的快速发展,用于深空探测的空间望远镜的研制需求愈发迫切。在研制过程中,稳定性是一项重要指标,望远镜上各活动机构产生的微振动是影响稳定性指标的主要原因,因此需要对微振动进行抑制。本文从微振动集成仿真技术、空间望远镜载荷整体隔振技术以及主动阻尼抑振技术三个方面进行了系统深入地研究。具体内容如下:开展了微振动集成仿真技术的研究,主要内容为微振动集成仿真模型的建立,相比于传统结构动力学分析