导读:本文包含了三轴气浮台论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:浮台,力矩,粒子,重力,不平衡,重心,算法。
三轴气浮台论文文献综述
王源[1]（2019）在《基于混合粒子群算法的叁轴气浮台平台优化设计》一文中研究指出叁轴气浮台是航空航天领域用于模拟卫星在外太空以不同姿态工作所研制的重要工具。其主要利用自身所产生的高压气体,使台体悬浮于半空,近似模拟卫星在外太空所处无摩擦力作用时的工作情况,对卫星的各项性能指标、实时状态等进行全物理仿真。因此如何尽可能地减小地面环境的干扰力矩成为了叁轴气浮台设计的关键技术,在所有干扰力矩中因重力产生的不平衡力矩是影响气浮台正常使用的主要原因之一,所以如何在设计中尽可能地减小不平衡力矩对实验造成的影响成为了引起我们高度重视的问题。国内外研究机构对气浮台不平衡力矩进行了一系列的优化研究,建立全仿真模型对气浮台运动进行模拟。近几年学术界通过算法对叁轴气浮台的仿真进行一系列优化研究,但在计算不平衡力矩时往往存在陷入局部极小解或运算速度较慢等缺陷,本文首先通过叁维建模方式对桁架式气浮台进行模型建立,其次利用有限元方法对圆柱型以及桁架型叁轴气浮台模型进行分析,并结合分析软件中相关静力学以及运动学分析方式,最终得出叁轴气浮台在各姿态下的不平衡力矩公式,进而限定研究变量的取值范围,即对桁架式气浮台的臂长以及管厚度等相关变量进行相关离散式取值;通过学术界及工业届中最常用的搜索算法中的粒子群优化算法结合退火形式即随着计算时间的推移逐步通过修正步长搜索因子前面的系数等形式,达到控制粒子群算法的搜索速度进而改变算法对叁轴气浮台的不平衡力矩的公式进行优化的性能的目的;并且与传统粒子群算法及遗传算法进行比较,使得通过优化之后的计算搜索速度更快并且误差更小,提高叁轴气浮台体计算及控制过程的精度及传感器的灵敏度。最终通过观察寻优结果,找出在连续型变量输入范围内最优的取值,对今后的生产制造以及叁轴气浮台模拟卫星在外太空仿真实验的性能指标进一步性能优化设计有一定的指导作用。(本文来源于《沈阳工业大学》期刊2019-05-25）
林海奇[2]（2018）在《叁轴气浮台质量特性优化设计及其参数辨识方法研究》一文中研究指出叁轴气浮台可用于航天器的全物理仿真试验,可以模拟低重力、微摩擦的空间环境,在地面进行卫星的整星级的姿态动力学试验。为了保证试验顺利进行,需要使得叁轴气浮台质心相对气浮球轴承球心的偏离尽量小,而且具备与真实航天器相同的转动惯量。为了保证气浮台质量特性可以达到设计要求,在初期设计阶段必须对转台搭载的载荷进行布局优化设计。考虑到实际研制过程中存在一些转动惯量未知以及不可建模的组件,实际的质量特性与设计的理论值存在差异。为了便于转台质量特性的量化评估,可通过辨识获得其质量特性。针对叁轴气浮台质量特性的优化设计和参数辨识问题,本文展开了以下研究工作:首先,针对叁轴气浮台质量特性优化设计问题,提出一种基于粒子群的载荷布局优化设计方法。以载荷形心位置和载荷转角为设计变量,以质心位置和转动惯量为优化的性能指标,建立设备的布局优化模型,并给出了载荷间几何不干涉算法。采用线性加权和法将多目标优化问题转化为单目标优化问题求解。然后通过粒子群优化算法进行仿真,证明了该质量特性优化设计算法行之有效。其次,针对叁轴气浮台质量特性参数辨识问题,建立叁轴气浮台的姿态动力学模型。通过仿真对比基于3D摆的姿态动力学模型和简化的姿态动力学模型,发现在质心偏量不大的前提下,两模型对姿态运动的描述差别不大。故采用简化的姿态动力学模型进行参数辨识。接着,提出了两种基于最小二乘法的叁轴气浮台转动惯量和质心位置联合参数辨识方法。一种是以转台姿态动力学方程为原型并结合跟踪微分器而建立的TD-RLS参数辨识模型。另一种是以积分形式的姿态动力学方程为原型建立的IRLS参数辨识方程。通过数学仿真发现IRLS方法在辨识精度和收敛速度上优于TD-RLS。但是,这两种方法对惯性积和质心位置这种小量的辨识精度都不高。最后,为了解决小量辨识精度不高的问题,提出了一种转动惯量和质心位置并发递推辨识的策略。为了对比分析联合参数辨识方法和并发递推参数辨识方法的区别,采用奇异值分解的方法对两种方法的观测矩阵进行了可辨识性和可辨识度分析,发现并发递推算法可大幅度减小观测矩阵的条件数,提高观测矩阵的性能。通过数学仿真对并发递推辨识算法进行验证,结果表明并发递推辨识算法可大幅度提高小量的辨识精度。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
李丹阳[3]（2018）在《叁轴气浮台质量特性辨识相关技术研究》一文中研究指出利用叁轴气浮台进行卫星地面全物理仿真试验时,叁轴气浮台上面需要安装各种试验设备和转动部件等,这些部件安装完之后台体是不平衡的且质量特性未知,因此本文针对叁轴气浮台在线调平衡和质量特性辨识算法进行研究,对叁轴气浮台模拟卫星高精度的姿轨控试验具有重要的研究意义。首先,研究了叁轴气浮台的数学建模问题。基于叁轴气浮台的工作原理,分析台体所处的试验环境和所受到的干扰力矩等因素,对于叁轴气浮台进行运动学和动力学建模分析,为后面的试验打下理论基础。搭建叁轴气浮台仿真实验平台,为验证质量特性辨识模型的准确性做准备。然后,研究了叁轴气浮台的自动调平衡问题。在粗调平衡的基础上,提出一种基于动力学反推的质心位置辨识算法,并分析算法中参数的选择对于辨识结果的影响。根据辨识出的质心的位置设计一种质量块的调节方法,补偿不平衡力矩,使质心与转动中心重合,达到在线调平衡的目的。其次,研究了基于最小二乘法的质量特性辨识问题。设计一种基于基本最小二乘法的质量特性辨识算法,并利用叁轴气浮台仿真实验平台验证算法的辨识准确性。针对基本最小二乘引入微分环节并忽略了干扰力矩的缺点,设计基于最小二乘法的高精度质量特性辨识方法,同理采用叁轴气浮台仿真试验平台验证算法的准确性。最后,研究了基于萤火虫算法和模拟退火算法的质量特性辨识问题。为了进一步提高质量特性的辨识精度,设计出基于萤火虫算法和模拟退火算法的质量特性辨识方法,利用叁轴气浮台的数字仿真平台验证两种方法的有效性,并比较两者的辨识精度。最后在实际系统中利用四种辨识方法对叁轴气浮台进行质量特性辨识,验证算法在实际工程中的有效性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
潘俊帆,康国华,周琼峰[4]（2017）在《叁轴气浮台重心自动调整研究》一文中研究指出为了使小型叁轴气浮台的重心与旋转中心始终保持一致,分析了叁轴气浮台在重力影响下的运动特点,建立了重心到旋转中心的偏移量与叁轴上加速度的对应方程,同时引入了弹性形变对平台重心位置的影响,阐述了平台姿态与受弹性形变影响而产生的重心偏移的关系,提出了一种修正弹性形变干扰的气浮台叁轴重心调整方法,编写了控制算法,进行了实验验证。(本文来源于《航天控制》期刊2017年02期）
潘俊帆[5]（2017）在《面向敏捷微小卫星的小型叁轴气浮台姿控仿真系统研究》一文中研究指出随着航天技术的不断发展,具备敏捷姿态机动能力的微小卫星越来越受到人们的重视,其快速的姿态机动以及伴随而来的大角度机动均对卫星的姿控系统提出了较高的要求;而为了保证航天器姿控系统的可靠性,通过气浮台对其进行地面实验是行之有效且必不可少的手段。文章针对具备敏捷姿态机动能力的微小卫星这一研究对象,应用多种执行机构为其设计了能够实现敏捷姿态机动的控制算法;同时根据微小卫星的特点,设计并制造了可在地面进行微小卫星敏捷姿控实验的叁轴气浮实验平台;并在验证了该实验平台的实验能力后,通过文章中所设计的控制算法,在该实验平台上实现了叁轴上的敏捷姿态机动控制。首先,文章根据“卫星在特定轨道对地面定点进行持续观察”这一任务背景求得了实现对地面特定区域持续观察所需要达到的指标,以飞轮为执行机构搭建了基于传统PD控制的卫星姿态敏捷控制方案。在对该方案进行仿真分析后,针对其存在的不足,利用冷气推力系统与飞轮系统设计了卫星姿态敏捷控制的复合控制策略,并通过仿真验证了它的控制效果。其次,针对微小卫星这一对象,本文自主设计研制了可以用于地面敏捷姿态控制仿真的叁轴气浮实验平台。该平台以飞轮系统和冷气推力系统为执行机构,选择了光纤陀螺仪和倾角传感器作为姿态敏感器,并从运动范围,整体刚度,以及重心等方面对总体布局进行了优化。同时,为了保证实验的精度,本文为该实验平台设计了叁轴自动重心调整装置,该装置能够保证实验过程中重心始终与旋转中心保持一致。最后,文章为自主研制的实验平台设计并进行了实验以验证其功能,并通过该实验平台对文中设计的控制算法进行了全实物仿真,验证了算法的控制效果与可靠性。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2017-03-01）
洪振强,宋效正,吕旺,仲惟超,王田野[6]（2017）在《大型叁轴气浮台转动惯量和干扰力矩高精度联合辨识技术》一文中研究指出利用叁轴气浮台对遥感卫星进行载荷平台一体化全系统闭环物理仿真,可模拟卫星在轨运行时的动力学特性,验证整星在轨状态下的姿控特性和相机成像特性等。高精度辨识气浮台转动惯量和综合干扰力矩为叁轴气浮台质量特性调整及量化评估整星级试验性能提供重要参数。文章提出一种新的大型叁轴气浮台转动惯量和干扰力矩联合辨识技术,通过台上飞轮对叁轴施加激励作用,利用激光陀螺等姿态测量数据实现对台体惯量矩阵和干扰力矩的高精度联合辨识。与传统辨识方法不同,该技术仅利用本体角速度信息,不需要角加速度信息,避免了角速度微分引起的噪声放大,将转动惯量辨识相对误差控制在3.5%以内,气浮系统综合干扰力矩优于0.003 N·m,满足了高精度参数辨识需求。(本文来源于《航天器环境工程》期刊2017年01期）
李延斌,王永志,姜彤[7]（2017）在《叁轴气浮台重力梯度引起的不平衡力矩分析》一文中研究指出为降低重力干扰力矩对叁轴气浮台平衡及仿真精度的影响,提出了气浮台重力梯度不平衡力矩的计算方法。根据台体上各质点受到的重力大小存在略微的差别,建立了重力梯度引起的不平衡力矩计算模型,分析了重力梯度不平衡力矩对气浮台平衡过程的影响。仿真结果表明:重力梯度不平衡力矩是气浮台台体二倍倾斜角的正弦函数;随着台体质心趋近回转中心重力梯度不平衡力矩作用越来越显着。(本文来源于《机床与液压》期刊2017年01期）
李稳[8]（2016）在《叁轴气浮台结构变形分析与调平衡技术研究》一文中研究指出伴随着航天技术的快速发展,航天器控制技术的要求也越来越高。因此,气浮台实验系统这样一种低成本、高精度、可长时间工作且没有空间尺寸和重量限制的仿真手段备受重视。叁轴气浮台通过气浮球轴承形成一层气膜,使气浮台台体悬浮起来,进而实现叁个近似无摩擦的转动自由度,而实现对太空近似无摩擦环境的模拟。然而,由于气浮台结构的不规则,气浮台质心位置与转动球心往往不重合,导致气浮台存在着重力干扰力矩,也严重影响着气浮台的仿真精度。因此需要设计一套调整质心的系统,实现气浮台平衡调整。又由于气浮台存在着弹性变形,引起气浮台旋转时质心不断“漂移”。为提高气浮台的仿真精度,迫切需要分析气浮台结构变形引起质心变化的规律,提出相应消减变形干扰措施。因此,叁轴气浮台的结构变形分析与调平衡技术研究的意义重大。首先,基于刚体动力学理论,建立了欧拉角描述下的叁轴气浮台动力学模型,并进一步对气浮台的动力学特性展开仿真研究,对气浮台的能量转移与转化过程开展仿真研究。进而,研究了简化模型——复摆模型下的估算质心的方法与此方法的误差,提出了基于动力学模型的估算质心的方法。然后,结合弹性力学相关理论,建立了气浮台在不同姿态下弹性变形引起质心偏移的模型,并进一步提出弹性变形引起干扰力矩的模型,提出移动滑块来削减极限位置的补偿弹性变形干扰力矩的方法,提出通过弹性补偿装置来削减弹性变形干扰力矩的方法。其后,本文分析了叁轴气浮台的工作原理和功能,在相应气浮台设计要求约束下,提出了气浮台系统构造的方案。基于该构造方案,本文提出一套叁轴气浮台的硬件选型方案和软件开发框架,并使用Pro/E对叁轴气浮台整体进行了叁维建模,基于叁维模型对气浮台质量特性进行了有效分析。最后,在叁轴气浮台实验系统上进行了质量特性参数测量实验和调平衡实验,验证了调平衡算法的有效性。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2016-11-01）
肖岩,叶东,孙兆伟[9]（2016）在《面向叁轴气浮台的室内星敏感器定姿方法》一文中研究指出为解决叁轴气浮台垂直于地面转轴转角(偏航轴转角)难以精确测量的问题,提出了使用室内星敏感器进行叁轴姿态角测量的方法.考虑到室内星敏感器与在轨星敏感器工作环境的区别,基于在轨星敏感器姿态测量方法对室内星敏感器姿态测量方法进行了研究与改进.在建立室内星敏感器姿态测量模型的基础上,采用迭代算法寻优得到叁轴台高精度的叁轴姿态.针对迭代算法对初始值要求较为严格的情况,采用粒子群优化算法寻优得到初始姿态矩阵.数学仿真结果验证了室内星敏感器测姿方法能够在快速测量3个转轴转角的基础上,提高偏航轴转角的精度.(本文来源于《哈尔滨工业大学学报》期刊2016年10期）
周霞[10]（2016）在《航天科技集团研制成功大型叁轴气浮台》一文中研究指出中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院自主研制的图像导航与配准全物理仿真测试系统顺利完成了风云四号卫星等高轨遥感卫星整星级图像导航与配准技术测试验证试验,在地面上最大程度地实现了对卫星在轨状态的模拟验证,提高了卫星图像导航与配准关键技术的成熟度,给卫星用户吃下了"定心丸"。该图像导航与配准全物理仿(本文来源于《军民两用技术与产品》期刊2016年19期）
三轴气浮台论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
叁轴气浮台可用于航天器的全物理仿真试验,可以模拟低重力、微摩擦的空间环境,在地面进行卫星的整星级的姿态动力学试验。为了保证试验顺利进行,需要使得叁轴气浮台质心相对气浮球轴承球心的偏离尽量小,而且具备与真实航天器相同的转动惯量。为了保证气浮台质量特性可以达到设计要求,在初期设计阶段必须对转台搭载的载荷进行布局优化设计。考虑到实际研制过程中存在一些转动惯量未知以及不可建模的组件,实际的质量特性与设计的理论值存在差异。为了便于转台质量特性的量化评估,可通过辨识获得其质量特性。针对叁轴气浮台质量特性的优化设计和参数辨识问题,本文展开了以下研究工作:首先,针对叁轴气浮台质量特性优化设计问题,提出一种基于粒子群的载荷布局优化设计方法。以载荷形心位置和载荷转角为设计变量,以质心位置和转动惯量为优化的性能指标,建立设备的布局优化模型,并给出了载荷间几何不干涉算法。采用线性加权和法将多目标优化问题转化为单目标优化问题求解。然后通过粒子群优化算法进行仿真,证明了该质量特性优化设计算法行之有效。其次,针对叁轴气浮台质量特性参数辨识问题,建立叁轴气浮台的姿态动力学模型。通过仿真对比基于3D摆的姿态动力学模型和简化的姿态动力学模型,发现在质心偏量不大的前提下,两模型对姿态运动的描述差别不大。故采用简化的姿态动力学模型进行参数辨识。接着,提出了两种基于最小二乘法的叁轴气浮台转动惯量和质心位置联合参数辨识方法。一种是以转台姿态动力学方程为原型并结合跟踪微分器而建立的TD-RLS参数辨识模型。另一种是以积分形式的姿态动力学方程为原型建立的IRLS参数辨识方程。通过数学仿真发现IRLS方法在辨识精度和收敛速度上优于TD-RLS。但是,这两种方法对惯性积和质心位置这种小量的辨识精度都不高。最后,为了解决小量辨识精度不高的问题,提出了一种转动惯量和质心位置并发递推辨识的策略。为了对比分析联合参数辨识方法和并发递推参数辨识方法的区别,采用奇异值分解的方法对两种方法的观测矩阵进行了可辨识性和可辨识度分析,发现并发递推算法可大幅度减小观测矩阵的条件数,提高观测矩阵的性能。通过数学仿真对并发递推辨识算法进行验证,结果表明并发递推辨识算法可大幅度提高小量的辨识精度。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三轴气浮台论文参考文献
[1].王源.基于混合粒子群算法的叁轴气浮台平台优化设计[D].沈阳工业大学.2019
[2].林海奇.叁轴气浮台质量特性优化设计及其参数辨识方法研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[3].李丹阳.叁轴气浮台质量特性辨识相关技术研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[4].潘俊帆,康国华,周琼峰.叁轴气浮台重心自动调整研究[J].航天控制.2017
[5].潘俊帆.面向敏捷微小卫星的小型叁轴气浮台姿控仿真系统研究[D].南京航空航天大学.2017
[6].洪振强,宋效正,吕旺,仲惟超,王田野.大型叁轴气浮台转动惯量和干扰力矩高精度联合辨识技术[J].航天器环境工程.2017
[7].李延斌,王永志,姜彤.叁轴气浮台重力梯度引起的不平衡力矩分析[J].机床与液压.2017
[8].李稳.叁轴气浮台结构变形分析与调平衡技术研究[D].国防科学技术大学.2016
[9].肖岩,叶东,孙兆伟.面向叁轴气浮台的室内星敏感器定姿方法[J].哈尔滨工业大学学报.2016
[10].周霞.航天科技集团研制成功大型叁轴气浮台[J].军民两用技术与产品.2016
论文知识图
