基于Stewart平臺的風洞試驗位姿調節(jié)系統(tǒng)結構研究
發(fā)布時間：2020-12-03 20:58
風洞試驗在飛行器設計過程中起著重要作用,但風洞流場的高度單向性決定了飛行器要完成飛行過程中的實時模擬就必須進行多位姿狀態(tài)的頻繁調節(jié),因此飛行器模型的位姿調節(jié)系統(tǒng)對于風洞試驗數據的準確性和穩(wěn)定性起著關鍵性的作用;不僅要求位姿調節(jié)系統(tǒng)具有整體結構的高剛度,還必須具備高精度、可控性好、解耦性好等特點。本文參考現有風洞試驗位姿調節(jié)系統(tǒng),提出一種基于六自由度Stewart平臺的風洞試驗試驗位姿調節(jié)系統(tǒng)。確定了該系統(tǒng)基本構型,對系統(tǒng)進行了運動學反解;并基于運動副速度投影,對系統(tǒng)的運動學雅克比矩陣進行了推導;模擬了風洞試驗過程中飛行器驅動端滑塊速度、加速度響應,結合Matlab進行數值計算并繪制了位姿調節(jié)過程中滑塊速度、加速度的曲線變化情況,總結了該系統(tǒng)的運動學性能�；诶窭嗜辗椒�,對系統(tǒng)的動力學模型進行了推導,結合運動學、力學雅克比矩陣之間的對偶性,推導了系統(tǒng)驅動力變化情況,并基于Matlab完成數值仿真,繪制了系統(tǒng)動力學變化曲線,總結了系統(tǒng)動力學性能。結合系統(tǒng)雅克比矩陣,并基于胡克定理和虛功原理等對系統(tǒng)全狀態(tài)下的剛度矩陣進行了推導;并選出風洞試驗過程中較為關鍵的五個位置,分別對關鍵位置下的系統(tǒng)...
【文章來源】：西南科技大學四川省
【文章頁數】：100 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
飛行器設計流程
西南科技大學碩士研究生學位論文 第 3 頁問題，大大增加了計算機的計算量且仿真過程不可控因素較多，總體設計過程，消耗大量人力物力；而且仿真也不能完全模擬飛行器在空氣中的氣壓、密度、濃度等變化梯度，從而仿真結果必定存在一定誤差。相對比，風洞試驗將飛行器設計過程中的仿真弱化，直接通過試驗的手段取得數據，可較為準確的分析飛行器性能，總體對比完全的仿真設計過程，具有操作簡單、數據準確性高等優(yōu)點；雖然風洞試驗同樣消耗大量資源，但其優(yōu)點明顯，也成為了飛行器設計過程中不可缺少的步驟之一。
西南科技大學碩士研究生學位論文 第 4 頁界各國爭先在風洞試驗投入大量的人力物力，第二次世界大戰(zhàn)期間，美國和德國對軍用戰(zhàn)機的研制日趨激烈，其中風洞試驗在此過程中發(fā)揮了劇組輕重的地位。隨后，美蘇爭霸期間，兩個超級大國相互競爭也進一步的推進了風洞試驗的發(fā)展，其風洞技術也日趨成熟。我國的空氣動力學研究也于 20 世紀初起步。其中，1906 年,華人馮如在美國奧克蘭組建了了廣東機器制造廠,成為第一個制造飛機的中國人。1934年,清華大學，中國第一個自行設計生產的中型低速風洞成功通入試驗[4]。1942 年,成都航空研究院，1.52×2.13 矩形低速風洞成功研制。圖 1-3 為較為常見的低速風洞結構：
【參考文獻】：
期刊論文
[1]3-SPS+SP并聯機構的靜剛度分析[J]. 李曉丹,王曉磊,陳雪葉,王闖. 機床與液壓. 2016(15)
[2]SPS+SP+SPR并聯機構的靜剛度分析[J]. 李曉丹,王曉磊,陳雪葉. 機械設計與制造. 2015(11)
[3]4-RRS冗余球面并聯機構的靜力學與剛度分析[J]. 曲海波,梁藝瀚,方躍法,周益林. 機械工程學報. 2015(11)
[4]風力機風洞試驗技術及研究進展[J]. 肖京平,陳立,武杰,段雪峰. 應用數學和力學. 2013(10)
[5]飛機數字化裝配技術體系[J]. 何勝強. 航空制造技術. 2010(23)
[6]臥式下肢康復機器人運動學分析及仿真[J]. 張立勛,孫洪穎,錢振美. 系統(tǒng)仿真學報. 2010(08)
[7]3自由度并聯機器人的運動學與動力學分析[J]. 劉善增,余躍慶,佀國寧,楊建新,蘇麗穎. 機械工程學報. 2009(08)
[8]基于廣義坐標形式牛頓-歐拉方法的空間并聯機構動力學正問題分析[J]. 陳根良,王皓,來新民,林忠欽. 機械工程學報. 2009(07)
[9]低速風洞繩牽引并聯機器人支撐系統(tǒng)的模型姿態(tài)與振蕩控制研究[J]. 林麒,梁斌,鄭亞青. 實驗流體力學. 2008(03)
[10]3-RRR平面并聯機構的剛度特性分析[J]. 李樹軍,Clement Gosselin. 東北大學學報(自然科學版). 2007(01)
博士論文
[1]6-PRRS并聯機器人關鍵技術的研究[D]. 楊永剛.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[2]繩牽引并聯機構若干關鍵理論問題及其在風洞支撐系統(tǒng)中的應用研究[D]. 鄭亞青.華僑大學 2004
碩士論文
[1]基于平行四邊形機構的風洞試驗模型支撐系統(tǒng)的仿真研究[D]. 胡勇金.揚州大學 2015
[2]一種5自由度風洞試驗模型支撐平臺的建模與仿真研究[D]. 趙蘭磊.揚州大學 2013
[3]六自由度并聯平臺位置反解及實現仿真研究[D]. 王愷.華南理工大學 2012
[4]六自由度并聯風洞模型支撐系統(tǒng)機構優(yōu)化[D]. 張浩.清華大學 2011
[5]風洞實驗運動模擬平臺的構型優(yōu)化和控制研究[D]. 湯春.揚州大學 2011
[6]并聯機構剛度特性分析[D]. 張余.東北大學 2008
[7]并聯機構剛度特性分析[D]. 孟巧玲.東北大學 2008
[8]低速風洞模型姿態(tài)及試驗輔助控制系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 宋偉.南京理工大學 2008
本文編號：2896536
【文章來源】：西南科技大學四川省
【文章頁數】：100 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
飛行器設計流程
西南科技大學碩士研究生學位論文 第 3 頁問題，大大增加了計算機的計算量且仿真過程不可控因素較多，總體設計過程，消耗大量人力物力；而且仿真也不能完全模擬飛行器在空氣中的氣壓、密度、濃度等變化梯度，從而仿真結果必定存在一定誤差。相對比，風洞試驗將飛行器設計過程中的仿真弱化，直接通過試驗的手段取得數據，可較為準確的分析飛行器性能，總體對比完全的仿真設計過程，具有操作簡單、數據準確性高等優(yōu)點；雖然風洞試驗同樣消耗大量資源，但其優(yōu)點明顯，也成為了飛行器設計過程中不可缺少的步驟之一。
西南科技大學碩士研究生學位論文 第 4 頁界各國爭先在風洞試驗投入大量的人力物力，第二次世界大戰(zhàn)期間，美國和德國對軍用戰(zhàn)機的研制日趨激烈，其中風洞試驗在此過程中發(fā)揮了劇組輕重的地位。隨后，美蘇爭霸期間，兩個超級大國相互競爭也進一步的推進了風洞試驗的發(fā)展，其風洞技術也日趨成熟。我國的空氣動力學研究也于 20 世紀初起步。其中，1906 年,華人馮如在美國奧克蘭組建了了廣東機器制造廠,成為第一個制造飛機的中國人。1934年,清華大學，中國第一個自行設計生產的中型低速風洞成功通入試驗[4]。1942 年,成都航空研究院，1.52×2.13 矩形低速風洞成功研制。圖 1-3 為較為常見的低速風洞結構：
【參考文獻】：
期刊論文
[1]3-SPS+SP并聯機構的靜剛度分析[J]. 李曉丹,王曉磊,陳雪葉,王闖. 機床與液壓. 2016(15)
[2]SPS+SP+SPR并聯機構的靜剛度分析[J]. 李曉丹,王曉磊,陳雪葉. 機械設計與制造. 2015(11)
[3]4-RRS冗余球面并聯機構的靜力學與剛度分析[J]. 曲海波,梁藝瀚,方躍法,周益林. 機械工程學報. 2015(11)
[4]風力機風洞試驗技術及研究進展[J]. 肖京平,陳立,武杰,段雪峰. 應用數學和力學. 2013(10)
[5]飛機數字化裝配技術體系[J]. 何勝強. 航空制造技術. 2010(23)
[6]臥式下肢康復機器人運動學分析及仿真[J]. 張立勛,孫洪穎,錢振美. 系統(tǒng)仿真學報. 2010(08)
[7]3自由度并聯機器人的運動學與動力學分析[J]. 劉善增,余躍慶,佀國寧,楊建新,蘇麗穎. 機械工程學報. 2009(08)
[8]基于廣義坐標形式牛頓-歐拉方法的空間并聯機構動力學正問題分析[J]. 陳根良,王皓,來新民,林忠欽. 機械工程學報. 2009(07)
[9]低速風洞繩牽引并聯機器人支撐系統(tǒng)的模型姿態(tài)與振蕩控制研究[J]. 林麒,梁斌,鄭亞青. 實驗流體力學. 2008(03)
[10]3-RRR平面并聯機構的剛度特性分析[J]. 李樹軍,Clement Gosselin. 東北大學學報(自然科學版). 2007(01)
博士論文
[1]6-PRRS并聯機器人關鍵技術的研究[D]. 楊永剛.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[2]繩牽引并聯機構若干關鍵理論問題及其在風洞支撐系統(tǒng)中的應用研究[D]. 鄭亞青.華僑大學 2004
碩士論文
[1]基于平行四邊形機構的風洞試驗模型支撐系統(tǒng)的仿真研究[D]. 胡勇金.揚州大學 2015
[2]一種5自由度風洞試驗模型支撐平臺的建模與仿真研究[D]. 趙蘭磊.揚州大學 2013
[3]六自由度并聯平臺位置反解及實現仿真研究[D]. 王愷.華南理工大學 2012
[4]六自由度并聯風洞模型支撐系統(tǒng)機構優(yōu)化[D]. 張浩.清華大學 2011
[5]風洞實驗運動模擬平臺的構型優(yōu)化和控制研究[D]. 湯春.揚州大學 2011
[6]并聯機構剛度特性分析[D]. 張余.東北大學 2008
[7]并聯機構剛度特性分析[D]. 孟巧玲.東北大學 2008
[8]低速風洞模型姿態(tài)及試驗輔助控制系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 宋偉.南京理工大學 2008
本文編號：2896536
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