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舰载减振-稳定系统的分析与结构设计研究
| 论文题名： | 舰载减振-稳定系统的分析与结构设计研究 |
| 关键词： | 舰载量子通信系统;稳定系统;并联机构;结构设计 |
| 摘要： | 舰载量子通信系统是固定在舰船甲板上用于加密通信的通讯设备，需要在恶劣海况环境和舰船复杂振动下与卫星高精度稳瞄，而量子通信系统自身稳定姿态的能力不足以补偿船体的大幅度摇摆，并且系统服役环境振动要求极高，尤其是对低频共振峰值有着严格要求。为了实现与卫星精准对接的通信功能，本文开展了一种舰载减振-稳定系统的结构设计研究，以满足量子通信系统在复杂海况环境下的高性能通信需求。 首先,针对舰载量子通信系统的高性能减振-稳定需求，分析了减振-稳定系统的关键技术点，提出了并联式三自由度稳定系统和高性能无角位移低频减振系统串联结合的技术方案。 其次，完成了三自由度并联机构的运动分析，在空间尺寸约束下，提出了三自由度并联式稳定系统动力学参数优化方法，分析了稳定系统主要误差来源杆长误差对稳定系统偏航角的影响，进一步优化了稳定系统的结构参数。 再次，依据量子通信系统的高性能减振要求，结合其工作特点，以关键频率减振的目标，完成了被动减振系统的性能参数匹配设计；针对被动减振系统无法满足高性能低频减振需求的问题，提出了绝对速度反馈式主动减振系统，在低频段抑制共振峰的幅值；提出了一种并联式无角位移机构，抑制多个减振器不同线振动引起的耦合角位移振动。 最后，分别开展稳定系统的稳定性能测试和减振系统的减振性能测试，测试结果表明，研制的三自由度并联式稳定系统稳定误差控制在0.6°之内；被动减振系统在关键频率20Hz处的各向振动传递率在-20dB以下，经主动控制，系统的共振峰衰减到-10dB以下，满足设计要求。完成海上整体联合测试，结果表明量子通信系统能长时间捕获追踪到卫星的光量子信道，实现正常加密通信。 |
| 作者： | 杨雄 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李小清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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