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惯性平台失稳倒台是各种类型惯性平台的常见故障。在惯性平台系统中,由稳定回路组成平台稳定系统,使惯性平台提供空间坐标惯性基准。当平台某轴受干扰力矩时,相应轴的力矩电机就会收到驱动信号,产生电磁力矩以抵消干扰力矩,使台体保持在惯性空间。当稳定回路的某一环节发生故障时,会使惯性平台不能稳定在惯性空间,也就是平台失稳,失稳即引起倒台。倒台发生后,会使平台失效,飞行任务失败。无论是挠性平台,静压气浮平台,全液浮平台,都出现过失稳倒台。因此,研究惯性平台失稳倒台动力学过程具有十分广泛的工程应用领域。 对惯性平台失稳倒台过程做动力学分析就是建立平台失稳倒台过程的动力学模型。以倒台时力矩电机的力矩为输入量,对平台各框架以及台体组件进行动力学分析,确定各框架以及台体的动态位移与动力响应,为进行倒台后果评估奠定基础。 惯性平台失稳倒台会引起平台上各种器件的损坏。通过对惯性平台内、外框架组件倒台过程做动力学和运动学分析,可以确定倒台时陀螺仪和加速度计相对于台体安装面的速度,以此速度为输入量,分析台体受到冲击时的形变和应力变化过程,进而评估倒台之后台体的使用性能和对陀螺仪的影响。 论文系统的讨论了内、外框架组件失稳倒台时内框架组件碰撞力的变化趋势,应变的变化趋势,外框架挡钉的最终形变,台体的陀螺安装面应力以及应变变化趋势和陀螺仪所受到的冲击。论文的主要研究内容包括: 1、应用刚塑性理论、Henz接触理论、冲击力学等理论建立内、外框架组件失稳倒台碰撞过程的数学动力学方程和运动学方程。 2、应用三维建模软件建立惯性平台三维模型,做适当等效简化后输入有限元分析软件中。用有限元软件计算出内、外框架组件失稳倒台的动力响应和运动学过程,将有限元仿真结果与建立的动力学和运动学数学模型相比较,以验证数学模的正确性。 3、进行倒台后果评估技术的研究,主要研究台体的陀螺仪安装面和加速度计安装面精度受倒台的影响,重点研究台体的陀螺仪安装面受外框架组件倒台的影响和外框架组件失稳倒台之后陀螺仪所受到的冲击。 本课题研究的成功,不但全面了解了本单位某型号惯性平台内、外框架组件失稳倒台时的动力学过程,而且全面分析了失稳倒台对平台惯性器件使用性能的影响,为今后进一步平台的动力学分析提供了参考。同时也为其他型号的惯性平台失稳倒台动力学与运动学分析提供了一个工程分析方法,具有较高的工程应用价值。