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随着现代信息技术的发展,人们希望将跟踪系统安装在移动站上,根据需要机动灵活地安置系统,以及实现动态跟踪。但平台的振动会引起跟踪系统结构共振,降低跟踪精度,甚至造成结构疲劳破坏。因此对运动平台上跟踪系统结构的力学性能也提出了更加严格的要求。 本文就是根据上述发展要求而展开的对运动平台上跟踪系统的力学性能进行分析研究,以了解跟踪系统的静、动力学特性、振动传递特性等,并对结构进行了适当优化,以期为今后运动平台上跟踪系统的研发设计提供参考。 文中通过轴承等效简化和接触装配关系构建符合实际的整机分析模型:并于AWB平台上分析了结构在重力加速度作用下关键零部件的受力情况,确定了静力条件下转动支架和方位轴承为整个结构的薄弱环节。 同时文中还对整机结构的模态进行了分析研究,探讨了非接触光测法和电测法在结构模态分析中的应用,并用电测法测试了整机结构的一阶模态值,该值与仿真分析结果一致,证明了结构建模的合理性和分析的正确性。 在模态分析的基础上对结构进行动力学响应分析,探求振动通过两个轴系后的传递特性;分析结果表明第一阶、第二阶、第三阶、第五阶、第八阶和第九阶模态对振动传递的影响比较大;通过左俯仰轴传递到主镜筒的振动比右俯仰轴的大。另外,针对飞机、舰船、卡车等不同运动平台环境研究了光机结构的受力情况,获得了各种平台上跟踪系统结构的应力分布,其中拖车平台的应力最大,为633MPa、舰船平台的应力最小,为26.3MPa。 由于跟踪系统的主镜筒承载着主光学系统和部分探测分系统,其结构直接决定着系统的性能,其动力特性对整个系统的分析设计具有重要的意义,因此文中着重分析了主镜筒的动力特性,分析结果表明主镜筒能够承受1~3g的冲击而保持较好的性能。 最后,通过对静、动力学分析结果的分析总结确定主、次镜支撑和四通机构为系统优化对象,并对这些零件尺寸参数进行分忻,获得了单个尺寸参数与性能参数以及多个尺寸参数与性能参数的关系曲线,根据分析结果对结构提出了优化,优化后的结构性能参数最大的提高了22%,最小的也提高了2.6%。优化结果明显。