论文部分内容阅读
由于舰船在海浪、海风等的影响下会产生横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡和垂荡6自由度的运动,给舰船上直升机的起降安全、舰载武器发射精度、船员的工作生活等多方面带来了严重影响。这里影响最大的是横摇和纵摇两自由度的运动,所以据此设计了两自由度转动的并联稳定平台,为舰载设备提供一个能够隔离舰船横摇和纵摇的稳定平台。本文将整个稳定平台分为三部分进行研究,分别是平台运动和动力学分析部分、舰船姿检测和预报部分及控制部分。舰船姿检测和预报部分,分别利用微分方程法和四元数法两种方法分析了测量舰船位姿的原理,并得出了便于实时测量的实时计算式,通过Matlab编程对两种方法进行了仿真。运用基于ARMA(自回归滑动模型)的预测方法对位姿进行了预测分析,并应用Eviews进行了仿真。平台运动和动力学分析部分,运用Pro-E设计了机构的本体构型,分析了舰船不通运动形式下的平台的输入情况,并运用一阶、二阶影响系数分析了平台的速度和加速度,同时利用拉格朗日法建立了稳定平台在舰船静止和运动两种情况下的动力学模型。最后利用Matlab编程验证了各项机构分析的正确性,得到了平台在舰船特定运动形式下的输入、速度、加速度及力矩曲线。控制部分,提出了基于位姿预测的位姿大闭环控制的原理,同时介绍了控制系统中相关的主要硬件。基于动力学模型设计了滑膜变结构控制器,并通过Matlab仿真验证了控制器的可行性。