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1、 编号 毕 业 设 计（论文） 题目 三轴转台设计 二级学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 108214802 学生姓名 学号 10821480235 指导教师 职称 时 间 2012年5月 需要其它图纸之类的联系QQ971426848 电话15215071286目录摘 要3Abstract41 绪论6 1.1 引言6 1.2 国外研究状况7 1.3国内研究状况7 1.4 本文研究的内容和主要工作10 1.4.1研究内容概述10 1.4.2 设备主要功能与技术指标102 三轴转台系统方案设计11 2.1三轴转台工作原理概述11 2.2系统总体方案设计11 2.2.1驱动方案设计12
2、2.2.2系统总体方案 14 2.3液压系统原理与实现14 2.3.1液压系统组成15 2.4控制系统原理与组成17 2.4.1控制系统组成17 2.4.2控制系统工作原理17 2.4.3单端输出方式接法19 2.4.4接口信号描述203.三轴转台机械结构设计203.1 转台结构功能分析203.2 机械总体结构设计233.3各框总成结构设计233.3.1外框总成结构设计243.3.2中框总成结构设计253.3.3 内框总成机构设计26 3.4机械结构特性与参数273.4.1三轴转台物理参数273.4.2机械传动系统参数与计算283.4.3机械设计中采取的相应措施29 4.总结与展望29 4.1
3、论文总结29 4.2研究展望30致谢31参考文献32摘 要 航空、 航天工业发展水平是一个国家科技、 经济及国防实力的重要标志。在航空航天领域中, 惯性导航和制导技术是一项核心技术, 三轴转台是测试惯性元件及半实物仿真的重要非标设备, 其性能的好坏直接影响仿真和测试的可靠性和置信度。 三轴转台是以控制理论、相似理论、系统技术和信息技术为基础，利用计算机和专用物理设备为工具，为惯性导航和制导系统仿真试验提供平台的关键设备【1】。 它能够复现空间质心运动中的转角、角速度、角加速度等物理指标。由此，可以在地面试验室 中真实地模拟导弹、飞行器等在空中的各 种飞行姿态，以对敏感元件、惯导系统、执行机构等
4、加以测试 。将昂贵的实物试验转化为试验室中可预测、可重复性研究，为实物试验提供充分的技术指标和试验数据。 论文全面地介绍了机动三轴转台整体方案及其控制系统与液压系统的工作原理，叙述了方案的实现方法，完成了转台各部分的机械结构设计。 关键词：三轴转台 伺服系统 液压 伺服控制Abstract Aviation, aerospace industry development level is a national science and technology, economy and an important symbol of national defense capabilities。In a
5、erospace field, inertial navigation and guidance technology is a core technology, three axis turntable is testing inertial components and hardware-in-the-loop simulation of important non-standard equipment，who will have a direct impact on the performance of simulation and test reliability and confid
6、ence。 The three-axis turntable is control theory, the similarity theory and system technology and information technology as the foundation, based on the computer and special physical equipment for the tool, for inertial navigation and provide the guidance system simulation experiment platform of key
7、 equipment。It can reiteration the corner space centroid movement, angular velocity and Angle acceleration physical parameters and so on。Thus, can be in the ground in the lab, real simulation of missiles, aircraft in the air each kind of etc, in order to flight attitude is sensitive components, inert
8、ial system, executive agencies to test。The real test will be expensive can predict into laboratory research and repeatability, to provide adequate for physical test the technical indexes and test data。The real test will be expensive can predict into laboratory research and repeatability, to provide
9、adequate for physical test the technical indexes and test data。 The author also comprehensively presented the overall plan of the automatic three-axis rotary table and its control system, hydraulic system principle. Systematically described the method how to achieve, introduced the mechanical struct
10、ure of each parts in detailKey words: three-axis turntable Servo system hydraulic servo control1 绪论1.1 引言 在现代军事工业、航天工业中，高精确制导的导弹、鱼雷、自动导航的飞行器，在战争中具有非常重要的作用，因此世界各国都极其重视制导系统的研制和开发。在研制的过程中，如何真实准确地获得飞行数据和规律，成为研制高性能装备的关键。 在早期的导弹、鱼雷、飞行器的研制过程中，为了获得这些飞行数据，使用的是外场试验法1，就是在武器上安装上各种传感器，并在实际飞行或实际打靶过程中测量实验数据，再根据测得的
11、数据分析、评价系统的性能，并作为进一步的修改的依据。但是由于这种方法不具备重复性，成本太高，在现实中使用的越来越少。 航空、航天以及航海事业的发展水平反映了一个国家的综合国力，是经济发展水平、科技发展水平及军事实力的综合体现。这个领域的发展对于政治、国防、经济乃至人民的生活都有着重要的意义。而惯性导航及制导技术是航空、航天、航海领域的一项核心技术，早期的同步卫星准确定位、航天飞机的成功发射、导弹的精确制导，这都得益于高水平的惯性导航和制导系统。而惯性导航与制导系统中的核心元件是陀螺仪和加速度计，它们精度的高低将直接影响惯性系统的定位精度。仿真测试转台是航空航天领域中进行地面半实物实时仿真和测试
12、的一种关键硬件设备，它可在实验室环境内实时地复现飞行器在空中的动力学特性和各种飞行姿态，其性能的优劣直接关系到仿真和测试实验的逼真性和置信度2，是最典型的测试仿真设备。 目前国内外学者对转台误差的研究主要集中在指向误差、测角系统误差、垂直度误差、轴线不相交度等方面，或者利用多体动力学的方法对转台进行空间综合误差建模与分析。1.2 国外研究状况 在国际上，由于惯性制导技术受到世界上技术先进国家和发展中国家的普遍重视，所以美国、俄罗斯、英国、法国、瑞士、中国、印度等国都投入了大量的资金和人力从事转台的研制。其中，美国的转台研究一直处于世界领先水平，其次，德国、英国、法国和瑞士等国研制的转台也具有一
13、定代表性，性能和质量仅次于美国。 世界上的第一台转台是1945年由美国麻省理工学院仪表实验室研制成功的，定为A型转台，采用普通滚珠轴承，用交流力矩电机驱动，角位置测量元件采用滚珠与微动开关，由于采用的元件精度比较低，加上没有经验可以借鉴，该转台存在许多缺点，精度也只能达到角分级，实际上没有投入使用。随后，美国的欧思一伊利诺斯公司的菲克(Fecker)系统分公司又研制出了T-800型伺服转台，它标志着美国的转台设计己经达到了一个新水平。六十年代开始对转台的重要部件如轴承、驱动马达和监测元件进行了系统的改进，研制成功了专用于转台的空气轴承和液压轴承，大调速比、高精度的液压马达和高分辨率的检测元件，
14、把转台的技术水平推向了一个新台阶。同时诞生了一些专业生产转台的公司，如美国的CGC公司、Carco公司、德国的MBB公司等。 1.3国内研究状况 我国从60 年代开始研制工作。中船重工707 所在1975 年研制出了DT-1 型单轴测试台，由机械台体和电气控制箱组成，采用交流力矩电机驱动，采用气浮轴承支承，用感应同步器和旋转变压器作为角度测量元件3。 1979 年哈尔滨工业大学和原六机部354 所及441 厂合作研制了我国第一台双轴转台T P C T - 1 型双轴气浮轴承转台，又称“7194 双轴台”。 1993 年，航天部一院13 所研制了SSFT 型双轴伺服台，该转台是我国最大的双轴伺服台，可检测漂移率为0.01/h 的二自由度陀螺、加速度计等惯性元件及平台系统的性能而设计的3。 长春光机所研制的SJT-1 型三轴测试台，采用分装式滚珠轴承，增量式圆光栅测量，采用
