【摘 要】
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三轴陀螺稳定平台主要用于隔离载体角运动对上部设备影响,实现设备在惯性空间内稳定,其在火炮稳定、舰载雷达天线、航空摄影、机器人控制等军事领域和工业系统中都有广泛应用
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三轴陀螺稳定平台主要用于隔离载体角运动对上部设备影响,实现设备在惯性空间内稳定,其在火炮稳定、舰载雷达天线、航空摄影、机器人控制等军事领域和工业系统中都有广泛应用。但是,由于不同领域应用环境的差异,能够适应航空重力梯度测量环境的稳定平台是重力梯度测量系统的一项关键技术。本文旨在研发满足在研机载航空重力梯度测量系统需求的三轴陀螺稳定平台。本文从航空重力梯度测量系统对稳定平台的需求出发,针对负载质量60kg,指向精度0.5o的大承载三轴陀螺稳定平台技术进行研究。在对三轴陀螺稳定平台进行原理建模分析的基础上,通过分析载体扰动对平台的耦合及隔离过程,确定稳定补偿条件下陀螺仪的最优布置方式;采用经验设计与有限元分析相结合的方法进行了机械结构设计,在对力矩电机、陀螺仪、光电编码器等元器件需求分析的基础上确定了元器件型号,最终完成平台虚拟工程样机设计;根据设计目标,搭建起平台工程样机,并在搭建起的工程样机上进行稳定平台单通道四闭环(电流环、速度环、稳定环、位置环)反馈控制功能验证测试。根据工程样机单通道测试结果,三轴的稳态跟踪误差均优于0.00±0.01°,指向稳定性优于0.001°/√Hz@1Hz,其中:方位框稳定性能最佳,跟踪误差达到0.000±0.003°,指向稳定性优于0.0001°/√Hz@1Hz;横滚框次之。测试结果表明,所设计稳定平台样机已实现四闭环单通道稳定功能,为下一步三轴稳定功能的实现奠定了基础。
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