三轴气浮台不平衡力矩分析及台体优化设计
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作者李延斌
出版社机械工业出版社
ISBN9787111550860
出版时间2017-05
装帧其他
开本16开
纸张胶版纸
定价30元
货号1303325
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【书 名】 三轴气浮台不平衡力矩分析及台体优化设计
【书 号】 9787111550860
【出 版 社】 机械工业出版社
【作 者】 李延斌
【出版日期】 2017-05-01
【版 次】 1
【开 本】 16开
【定 价】 30.00元
【内容简介】
本书首先介绍了气浮台的用途、构成、分类及国内外研究现状，通过研究平台自重变形引起的质心弹性位移和由此产生的弹性不平衡力矩，分析了弹性不平衡力矩变化规律，提出了重力与弹性不平衡力矩的补偿方法，分析了补偿后大不平衡力矩的变化规律。本书还论述了刚体对通过定点的任意轴的惯性张量、刚体对通过质心轴的转动惯量和刚体的转轴定理等特性；介绍了常用的转动惯量测量的方法并对三轴气浮台的转动惯量在线识别算法进行了深入的研究。
【目录】
目录
前言
第1章气浮台用途、构成及分类
1.1气浮台的用途
1.2气浮台的构成
1.2.1气浮轴承
1.2.2模拟卫星或称台体
1.2.3目标模拟器
1.2.4气浮台姿态测角装置
1.2.5自动平衡系统
1.2.6其他辅助系统
1.3气浮台分类
1.3.1单轴气浮台
1.3.2平面气浮台
1.3.3旋转气浮台
1.3.4组合气浮台
第2章气浮台的国内外研究现状
2.1气浮台的国外研究现状
2.2气浮台的国内研究现状
2.3气浮台台体结构的国内外研究现状
2.3.1桌面式结构
2.3.2伞形结构
2.3.3哑铃型结构
2.3.4“戴森”球形结构
2.4气浮台转动惯量测量的国内研究现状
2.5气浮台转动惯量测量的国外研究现状
第3章三轴气浮台的动力学分析
3.1欧拉角及坐标变换矩阵
3.2三轴气浮台运动学方程
3.3三轴气浮台动力学方程
第4章三轴气浮台台体自重变形引起的不平衡力矩的计算和分析
4.1引言
……
第5章三轴气浮台台体自重变形引起的不平衡力矩的补偿
第6章测量转动惯量的常用方法
第7章三轴气浮台转动惯量在线识别方法
第8章三轴气浮台转动惯量在线测量
第9章三轴气浮台台体自重变形对转动惯量矩阵及惯量主轴方向的影响
第10章三轴气浮台台体优化数学模型的建立
第11章气浮台台体的优化设计
第12章三轴气浮台台体计算 模型验证试验
附录 本书中各变量的物理含义
参考文献
【前言】
前言气浮台是目前*先进的卫星控制系统全物理仿真手段。国内外在卫星研制过程中都力求对姿态控制系统进行全物理仿真实验，以期在尽可能真实的环境下全面考核其功能、性能指标和运行的可靠性。欧洲和美国各航天公司一般都应用仿真技术在地面上对卫星控制系统进行长达几个轨道周期的闭环仿真实验。
由于三轴气浮台在地面环境下对卫星运动全物理仿真实验，就不可避免的受许多因素的干扰。当干扰力矩大于卫星在太空中的扰动力矩时将导致仿真实验结果失真，甚至使气浮台难以平衡，在各项干扰力矩中台体产生的不平衡力矩为*大，这是目前限制气浮台使用的*主要因素，仅这一项就超过同步轨道卫星所受的扰动力矩。尽量减小不平衡力矩是三轴气浮台研究中要解决的一个关键问题。
卫星在外层空间中为完成赋予给它的使命必须相对于地球或其他天体精确地定向。当其使命为拍摄云层照片、对准望远镜、对准天线等时，精确的定向尤为重要。在应用三轴气浮台进行卫星姿控系统全物理仿真研究时，为了在地面模拟卫星的姿态运动，不但要求其回转中心与重心重合，而且要求气浮台各轴与对应卫星各轴具有相等的转动惯量，实现1:1模拟，再根据相似原理确定仿真时的动力掌控制参数，使气浮台和卫星的角加速度相一致，以模拟卫星在外层空间所受干扰很小的力学环境。
本文通过研究随气浮台姿态变化，气浮台不平衡力矩产生机理及变化规律，并以此为基础对三轴气浮台体优化设计，力图在设计阶段减小或消除弹性不平衡力矩对气浮台仿真精度的影响。同时，研究气浮台转动惯量在线识别方法及台体自重变形对转动惯量矩阵及惯量主轴方向的影响，为消除气浮台惯量不平衡对控制精度的影响提供有效的方法。
感谢王祖温教授和包钢教授对本文研究内容的悉心指导，也感谢杨庆俊、王海涛、郭良斌、向东、许剑、吕彦东等给予我的无私的帮助和大力支持。
李延斌2016年5月
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