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舰载雷达稳定平台构型设计及结构优化与误差补偿研究
| 论文题名： | 舰载雷达稳定平台构型设计及结构优化与误差补偿研究 |
| 关键词： | 舰载雷达;稳定平台构型设计;多目标参数优化;误差补偿 |
| 摘要： | 随着军工技术的发展，舰载雷达性能提升的同时，重量也在逐步增加。高性能的雷达对其辅助设备稳定平台提出了更高的要求，包括大承载量、高精度、小体积等。本文以大型舰载雷达稳定平台作为研究对象，分别从含特定支链型综合方法、平台机构运动学分析、平台多目标参数优化设计和误差驱动补偿方面进行研究。本文研究主要内容如下： 首先，完成稳定平台结构构型设计。基于约束螺旋理论，归纳含特定约束支链的并联机构型综合方法流程。根据舰载雷达运行环境需求，确定稳定平台以含U支链的并联机构作为基础构型。通过搭建仿真模型验证构型的有效性。其中综合出的少自由度驱动分支的并联机构构型可以作为舰载稳定平台的基础构型。 其次，针对2RRPU/2RPU/U构型的稳定平台进行运动学分析。基于机构的解析位置反解，采用分步逆运算方法获得解析位置正解，通过数值验证解决求解过程中的增根问题。分析机构的姿态空间和奇异位姿，验证机构具备作为舰载稳定平台的性能。分析机构速度雅可比为参数优化设计和刚度模型搭建提供理论基础。 然后，完成稳定平台多目标参数优化。基于NSGAII（NondominatedSortingGeneticAlgorithmII）算法，优化获得平台结构参数最优解集。基于Simulink-MCD搭建参数化动力学模型，以驱动杆当量载荷作为优化指标，最终优化出平台的最优结构参数。该方法为针对船舰稳定平台动力学指标的优化提供方法思路。 最后，对稳定平台误差驱动补偿进行研究。通过搭建平台的全雅可比模型和弹性变形模型获得平台刚度模型；基于刚度模型预测平台姿态误差趋势，通过仿真实验验证其有效性；基于速度雅可比实现末端预测误差到驱动预测误差的映射；进一步利用神经网络算法提升误差预测的精度。仿真实验结果表明采用误差补偿模型后舰载稳定平台获得更高的位置精度。 |
| 作者： | 马小腾 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 赵永生;牛跃伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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