重力仪作为地球重力场测量的高精密仪器,在资源勘探、大地测量、地球物理、地震预报、导航制导等领域得到广泛的应用。目前对机载高精度重力仪测量精度的要求已达0.3mGal。而在测量过程中由于飞机飞行姿态的调整以及其它外部因素的影响,重力仪的工作状态会经常性地发生改变,影响重力仪的测量精度。因此为保证重力仪的测量精度,本文为我国某型重力仪研究开发一种重力仪水平稳定平台,平台能够隔离因飞机飞行的姿态的改变和振动等带来的冲击,减少外部环境对重力仪的干扰,使重力仪始终保持稳定的工作姿态,从而提高该重力仪的测量精度。本文以实现稳定平台的机电集成优化设计为目标,主要开展结构设计及优化、关键元器件的选型、机电联合仿真等问题的研究。本文的主要工作为:(1)通过对重力仪稳定平台的功能和技术指标进行分析,确定稳定平台工作方式,提出一款三自由度框架式的稳定平台。并根据稳定平台的载荷分析结果,对平台的关重件进行选型并校核,为稳定平台的结构设计打下基础。(2)重力仪稳定平台作为机载航空设备,轻量化是对平台的基本要求。稳定平台结构设计过程中需对其进行轻量化处理,通过更改结构材料、对框架进行改进等方法降低平台重量。完成轻量化后对稳定平台关键的结构件进行静态计算分析,经校核其强度满足要求。(3)机电集成优化是稳定平台设计的基础,可以提升平台的性能。本文采用基于MATLAB与Adams的机电联合仿真方法对稳定平台整体系统进行建模仿真,并将仿真结果与实验结果进行对比,验证了仿真模型的准确性,表明该模型可用来提高稳定平台的机电集成优化设计效率并提高平台伺服性能。(4)为验证稳定平台的性能,开展了实验室摇摆台测试以及外场试验测试。实验室测试项目包括:俯仰和横滚轴的稳定范围和稳定精度、方位轴转动范围和位置精度、三轴的最大转速以及平台的功率等;外场通过车载和机载试验对平台的稳定精度进行测试,试验表明:所研制的平台具有较完整的控制功能。控制精度优于±0.2°,可以满足重力仪使用。