自动对接连接器的执行、悬挂系统设计与研究

发布时间：2017-08-05 18:18

  本文关键词：自动对接连接器的执行、悬挂系统设计与研究

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【摘要】：国内运载火箭连接器均采用手动对接方式,为解决箭地管路连接问题、节省人力资源、缩短操作时间,适应运载火箭快速发射的发展趋势,开展运载火箭自动对接连接器设计与研究显得尤为重要。为实现连接器自动对接与随动功能,设计执行系统与悬挂系统。执行系统采用3-(2PSS)并联机构,对其进行运动学、力学分析,得到机构的正反解；利用解析法和Matlab编程绘图法获得机构的工作空间,并求解该机构的雅克比矩阵和不发生奇异位置的条件。同时,考虑执行机构中各定杆、动平台的质量,采用虚位移原理建立3-(2PSS)机构的静力学方程,以及基于第二类拉格朗日法的3-(2PSS)机构动力学方程,并通过仿真对液压系统进行了选型设计。悬挂系统采用六弹簧导向杆装置组成的悬挂机构,通过仿真计算得到合适的弹簧刚度、阻尼系数。建立自动对接连接器系统的动力学模型,对自动对接、随动过程进行仿真分析。对于自动对接过程,分析了不同的对接速度、延迟时间对系统对接过程的影响,为控制系统设计提供参考；对于随动过程,通过分析验证了执行机构具有良好的随动性能,悬挂机构能够补偿地面连接器面板与动平台之间的相对位移和角度差,具有良好的变形效果,且对箭体作用力小,证实了设计的可行性。
【关键词】：运载火箭 连接器 执行机构 悬挂机构 仿真分析
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V475.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 论文研究背景及意义7-8
• 1.2 国内、外研究现状8-11
• 1.3 本论文所做的工作及各章内容11-13
• 2 系统方案设计13-23
• 2.1 总体方案设计13-16
• 2.2 执行系统设计16-19
• 2.2.1 执行系统的设计要求16-17
• 2.2.2 3-(2PSS)机构17-19
• 2.3 悬挂系统设计19-21
• 2.3.1 悬挂系统的设计要求19-20
• 2.3.2 悬挂机构设计与分析20-21
• 2.4 本章小结21-23
• 3 执行机构的运动学与力学分析23-38
• 3.1 执行机构的运动学分析23-33
• 3.1.1 自由度计算23-24
• 3.1.2 空间坐标系建立24-25
• 3.1.3 运动学正、反解25-28
• 3.1.4 机构工作空间求解28-31
• 3.1.5 Jacobian矩阵与奇异位置分析31-33
• 3.2 执行机构的力学分析33-37
• 3.2.1 执行机构的静力学分析33-35
• 3.2.2 执行机构的动力学分析35-37
• 3.3 本章小结37-38
• 4 系统动力学建模38-45
• 4.1 动力学建模理论38-41
• 4.1.1 动力学建模与求解过程38-39
• 4.1.2 多体系统动力学理论39-41
• 4.2 动力学模型建立41-44
• 4.2.1 坐标系建立41-43
• 4.2.2 执行机构建模43
• 4.2.3 悬挂机构及其余部分建模43-44
• 4.3 本章小结44-45
• 5 系统机构仿真分析45-69
• 5.1 执行机构仿真分析45-54
• 5.1.1 机构运动学与动力学仿真分析45-48
• 5.1.2 液压系统设计与选型48-54
• 5.2 悬挂机构仿真与优化54-60
• 5.3 系统对接过程分析60-65
• 5.3.1 考虑不同对接速度的对接分析60-62
• 5.3.2 考虑延迟时间的对接分析62-65
• 5.4 系统随动过程分析65-68
• 5.4.1 前后摆动时的随动分析65-67
• 5.4.2 复合摆动时的随动分析67-68
• 5.5 本章小结68-69
• 6 结束语69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-75
• 附录75

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1 李宗涛;自动对接连接器探测跟踪系统研究[D];南京理工大学;2015年

2 宋涛;自动对接连接器液压伺服控制系统研究[D];南京理工大学;2016年

3 黄超;自动对接连接器的执行、悬挂系统设计与研究[D];南京理工大学;2015年

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本文编号：626297