设计描述：

文档包括:

WORD版设计说明书1份,共44页,约14000字
任务书一份

CAD版本图纸，共3张

毕业设计（论文）任务书

题目： 气浮运动台机械装置设计

主要内容：
气浮运动台机械装置是用于碰撞实验的装备，可以用于卫星对接时的碰撞实验，从中得到碰撞的实验数据。确定三轴气浮台的支撑方案与支撑结构，确定三轴气浮台的驱动方式，完成三轴气浮台方案设计与机械结构设计。

基本要求：
1. 收集资料，了解气浮台的工作原理，了解气浮台的运动原理及平衡系统构成；
2. 三轴气浮台设计方案的选择和确定，进行气浮台机械结构设计，及相关计算；
3. 完成设计装配图与主要零件工作图，图纸数量为不少于A0图3张；
4. 完成包括结构设计、设计计算在内的设计论文，字数不少于8000字。
主要参考资料：
[1] 刘莹莹,周军,孙剑.卫星多轴指向姿态控制全物理仿真实验研究.宇航学报。
[2] 李季苏等.多体卫星复合控制物理仿真试验系统.航天控制。
[3] 王华，唐国金.交会对接仿真系统的设计策略研究.控制仿真报。
[4] 李季苏,牟小刚,张锦江等.气浮台在卫星控制系统仿真中的应用[J].航天控制。
[5] 吴忠，吴宏鑫.SGCMG 框架伺服系统扰动力矩的分析与抑制.航天控制。

摘　要
伴随着中国航天技术的开发，航天器交会对接技术的发展迫在眉睫。航天器的交会对接应用技术研究过程中，验证控制系统方案设计，提高可靠性的飞船在轨道上，失去对飞机的控制，降低风险的正确性，半实物仿真测试系统是必要的。飞船在空间环境有两大特点：失重和真空，地面模拟试验设备，因此考虑引入空气轴承表中的半实物仿真系统（即气浮台）是重力加速度的影响下。气浮机由压缩空气形成的空气轴承和轴承之间的间隙膜，使所悬挂的空气轴承表抵消重力的影响，并实现近似的相对运动的摩擦条件下，模拟外层空间飞船干扰例句力学环境。由于飞船控制系统，气浮试验台可以模拟零重力条件下，航天器姿态动力学与控制系统研究的理想平台，在地面条件下在轨道上的航天器的姿态运动的物理模拟的核心部件。
为了研究多体卫星地面实物仿真测试方法，根据动量矩定理，文章建立了动力学理论刚体转动配件及三轴气浮台中心直接和级联情况下的动态模型和依据灵活的动力理论气浮台平台创建一个三度的自由度力学模型。根据动力学方程的旋转部分的质量特性的精确建模可以被分析和计算部件旋转的空气轴承表中对身体的运动特性。在这个过程中的姿态变化的气浮平台的质心变化的公式和所需的重量，基于空间飞行器的姿态动力学理论的空气轴承表平台失去平衡的时刻取得的公式推导出一个沉重的作用。平台重量变形有限元方法结构不平衡的点，探索结构上的不平衡力矩的方向刚度参数的参数值组合的概念提出的零平衡点的平台结构的不平衡力矩平台结构参数影响大小的关系，即灵敏度之间的平衡和不平衡力矩的平台的结构刚性。

    关键词：气浮台；缓冲装置；转动附件；力矩陀螺；不平衡度
 
Abstract
Along with the development of China's space technology, spacecraft rendezvous and docking technology development is imminent. and docking related technologies are getting more and more complex. In the course of the study, the rendezvous and docking technology validation fluid control system thecorrectness, to improve the simulation system test is the necessary.reliability spacecraft in orbit in order to reduce the risk of aircraft control, physical simulation of the system test is necessary. Space environment has two main characteristics: weight loss and vacuum. Flotation units formed by compressed air gap between the air bearing and the bearing film, so that the suspension of the air bearing table to counteract the effects of gravity, and to achieve the approximation of the relative movement of the friction conditions, the analog outer space spacecraft interferencetorque mechanical environment. As the spacecraft control system, the the flotation test stand can simulate zero gravity conditions, the ideal platform for Spacecraft Attitude Dynamics and Control System, the core component of the physical simulation of the conditions on the ground in orbit spacecraft attitude motion.
 Accordin to the thery on the spacecraft attitude kinetics the formual for the  platform structure mass-center displaysment and for the counter-weight are deduced.  Therefor the calculation formula for unbalance torque arising form self-weight  deformation of platform is obtained. Can be analyzed according to the accurate modeling of the quality characteristics of the rotating part of the kinetic equation and calculate parts rotating air bearing table the motion characteristics of the body. The infulens of the parameters change on unbalance torque when the stifness in different directions of the platform structure is equal,is explord,and the concept of equilibrium point that makes the blance torque of platform structure become zero,is proposed. The reation between equilibrium sensitivity, i.e. the degree of influnce of platform structure parameter change on the unblance torque, and platform structure stiffness is analysis. The result shows there are many equilibrium point in a platform structure. At every equilibrium point, the influnce of a slight change in structure parameter value on the unblance torque arisen form the platform self-weight deformation may differ greatly. The higher the stiffness is the lesser the influnce of the struvture parameter change on the unblance torque will be.

Key words：air-beering spacecraft; buffer means; stiffness; moment gyroscope;
           satellites             
目　录
第1章　概述 1
1.1　课题背景及研究意义 1
1.2　气浮台国内外研究状况及分析 1
第2章　气浮台的运动原理及平衡系统构成 4
2.1　气浮台的运动原理 4
2.2　自动调平衡系统构成 5
2.3　基于动力学反演的自动调平衡方法 6
2.4　基于复摆模型的自动调节平衡方法 9
2.5　本章小结 12
第3章　气浮台机械装置设计 13
3.1　引言 13
3.2　气浮台平衡方案的选择 13
3.3　气浮台气路部分的设计 15
3.4　气浮台装载对中结构设计 19
3.5　本章小结 20
第4章　气浮台工作空间的数据分析 21
4.1　引言 21
4.2　气浮台缓冲装置的方案与计算 21
4.3　气浮台工作空间部分零件的计算 27
4.4　本章小结 31
第5章　单框架控制力矩陀螺系统控制律设计 32
5.1　引言 32
5.2　单框架控制力矩陀螺工作原理 32
5.3　单框架控制力矩陀螺力学特性及其框架角速率控制律研究 34
5.4　三自由度气浮台转动的控制仿真 35
5.5　本章小结 37
结　论 38
参考文献 39
致　谢 40