【摘 要】
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受风、浪、流等多重因素的影响,舰船在海上航行会产生六自由度的摇荡运动,对安装在其上的精密设备产生非周期性干扰,另外海上的突发状况和高机动航行也会对舰载设备产生影响。这些混合扰动会降低设备的工作性能,给任务执行或实际作战带来影响。雷达天线作为舰船上必不可少的设备,在通信、搜索跟踪等多个领域都有重要作用,必须保证其稳定工作。针对现有的舰载雷达稳定跟踪系统多为串联两轴构型,不能满足大承载、高精度、高动态
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受风、浪、流等多重因素的影响,舰船在海上航行会产生六自由度的摇荡运动,对安装在其上的精密设备产生非周期性干扰,另外海上的突发状况和高机动航行也会对舰载设备产生影响。这些混合扰动会降低设备的工作性能,给任务执行或实际作战带来影响。雷达天线作为舰船上必不可少的设备,在通信、搜索跟踪等多个领域都有重要作用,必须保证其稳定工作。针对现有的舰载雷达稳定跟踪系统多为串联两轴构型,不能满足大承载、高精度、高动态要求等问题,开展混联稳定跟踪装置的研究,具体工作如下:首先,根据随机海浪理论和AQWA海洋船舶仿真软件,对给定海况下指定船型的摇荡运动进行了仿真,并以此和相关技术指标为基础确定了3-CUR+RR的混联稳定跟踪装置整体构型,并进行结构设计。然后对3-CUR并联机构的正反解进行计算,并进行仿真验证,然后根据3-CUR并联机构工作空间约束条件,绘制了3-CUR并联机构的可达工作空间。其次,3-CUR+RR稳定跟踪装置通过并联机构补偿舰船横摇和纵摇,通过串联机构补偿船体的升沉以及伴随运动并稳定跟踪目标。以此为基础给定相应运动参数,进行运动学分析,推导了3-CUR并联机构的雅可比矩阵,进一步得到了该机构的位置反解,各驱动关节的速度曲线、加速度曲线,并进行了仿真验证。再次,根据单刚体的动力学模型和以旋量为基础的牛顿欧拉公式,得出3-CUR并联机构的动力学模型,并建立了在非惯性系下的3-CUR+RR混联机构的动力学模型。得出了在给定运动下,该机构在稳定跟踪时各个驱动关节的驱动力大小,并通过模型仿真进行了验证。最后,对3-CUR+RR混联机构中的串联机构选取的齿轮传动方式带来的影响进行了阐述,选取变接触刚度模型进行齿隙建模,然后根据双电机消隙的原理,搭建双电机齿轮消隙仿真模型,证明其在理论上是可行的。然后通过Unity对混联稳定跟踪装置所处的整体环境进行搭建,辅助指挥人员进行操作。
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