现代制造工程 ›› 2018, Vol. 452 ›› Issue (5): 125-132.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2018.05.023
一种惯性稳定平台分体式POS安装方案设计与优化
朱军1,2, 周向阳1,2
- 1 北京航空航天大学惯性技术重点实验室新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室,北京 100191;
2 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京 100191
A split-type POS installation scheme and optimization for aerial inertial stabilization platform
Zhu Jun1,2, Zhou Xiangyang1,2
- 1 Science and Technology on Inertial Laboratory,Fundamental Science on Novel Inertial Instrument & Navigation System Technology Laboratory,Beihang University,Beijing 100191,China;
2 School of Instrumentation Science & Opto-electronics Engineering,Beihang University,Beijing 100191,China
摘要： 根据某型光谱成像仪的结构特点,提出一种航空遥感惯性稳定平台分体式POS安装方案,并对支架进行多目标优化设计。安装方案包括整体布局、POS安装方案、配重方案及支架优化4个部分。首先,根据载荷、POS及稳定平台结构特点和功能确定最优布局方案,在稳定平台方位框上对称分体式安装POS/支架系统、配重/支架系统,使得当载荷沿方位轴转动到任意位置情况下,对水平横滚轴及俯仰轴的偏心力矩都能相互抵消;其次,为减小安装空间,将POS通过支架在方位框过渡盘上垂直安装;第三,根据载荷安装位置,确定将配重/支架系统与POS/支架系统沿俯仰轴对称安装,将配重块重心集成设计并进行最大距离安置,使得在配重最小情况下实现对POS的最大偏置校正力矩;第四,以质量、应力及应变最小为目标,对安装支架进行基于ANSYS Workbench仿真环境的拓扑优化和多目标参数优化设计,使得在保证强度和刚度的条件下质量减少了26.7 %;最后,以优化设计方案为指导,对POS安装及配重系统进行加工配重和飞行实验。实验结果表明:基于POS位置反馈的惯性稳定平台控制系统性能稳定,实现了光谱仪高精度航空遥感成像。
中图分类号: