3自由度气浮台力学性能研究——自重作用对转动惯量矩阵及惯量主轴方向的影响

›› 2006, Vol. 42 ›› Issue (4): 191-195.

3自由度气浮台力学性能研究——自重作用对转动惯量矩阵及惯量主轴方向的影响

李延斌;杨庆俊;王祖温

哈尔滨工业大学SMC气动中心;大连海事大学机电与材料工程学院

发布日期:2006-04-15

STUDY ON THE MECHANICS PROPERTY OF THREE DEGREES OF FREEDOM AIR-BEARING TESTBED——INFLUENCE ON THE MOMENT OF INERTIA MATRIX AND ON THE DIRECTION OF INERTIA PRINCIPAL AXIS WHEN ACTED ON GRAVITY

LI Yanbin;YANG Qingjun;WANG Zuwen

SMC Pneumatics Center, Harbin Institute of Technology College of Electromechanics and Materials Engineering, Dalian Maritime University

Published:2006-04-15

摘要/Abstract

摘要： 利用高等动力学理论分析了自重作用下，气浮台平台产生的变形对平台转动惯量矩阵的影响，用有限元法计算了各种欧拉角下的平台的主转动惯量和惯性积，给出任意欧拉角下的计及变形效应一次项时的转动惯量矩阵计算公式，结果表明由于平台变形使主惯性轴方向变化从而使气浮台姿态准确度产生误差。此误差主要受重力单独沿结体坐标系中某一水平轴作用时，平台对此水平轴与垂直轴的惯性积的值的影响。计算得出本例结构气浮台的最大姿态准确度误差为1.4 10–6 rad(0.289角秒)，完全能够满足卫星所需的姿态准确度要求。

关键词: 惯性积, 气浮台, 卫星, 转动惯量, 姿态

Abstract: Influences on the moment of inertia matrix and on the direction of inertia principal axis of the platform of air-bearing testbed by the deforming of the platform when acted on gravity are analysis according to the theory on high kinetics. The principal inertia and inertia product of the platform in various angles are calculated by finite element method. The formulary for the moment of inertia matrix of the platform in any Eulerian angle when considering the first order deforming effect is presented. The result shows that the deformation of platform makes the change on the direction of inertia principal axes which results in an error on the attitude precision. The error is influenced by the value of inertia product on vertical axis and horizontal axis when the platform is acted on gravity along the horizontal axis in the frame attached to the platform. It will be derived from the calculation that the maximum attitude precision error of the platform is 1.4 10–6 rad, which can satisfy the demand on the attitude precision need by satellites.

Key words: Air-bearing testbed, Attitude Moment of inertia, Inertia product, Satellite

中图分类号:

TB124 V412.42

李延斌;杨庆俊;王祖温. 3自由度气浮台力学性能研究——自重作用对转动惯量矩阵及惯量主轴方向的影响[J]. , 2006, 42(4): 191-195.

LI Yanbin;YANG Qingjun;WANG Zuwen. STUDY ON THE MECHANICS PROPERTY OF THREE DEGREES OF FREEDOM AIR-BEARING TESTBED——INFLUENCE ON THE MOMENT OF INERTIA MATRIX AND ON THE DIRECTION OF INERTIA PRINCIPAL AXIS WHEN ACTED ON GRAVITY[J]. , 2006, 42(4): 191-195.

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