动平台光电设备轴系设计与力学分析

为满足机动平台大型光电设备轴系应用要求,设计了动平台用轴系。光电设备由早期的地基固定式发展到动平台承载式,动平台的力学环境对设备轴系提出了新的要求。首先,基于现有的轴承结构和装配工艺给出三种轴系结构形式;其次,针对设备要承受动平台的力学环境,对轴系进行力学分析,推导轴系力学校核公式,该轴系设计分析方法为动平台光电设备轴系设计提供了理论依据。

惯性积对光电设备减振性能的影响

在机动平台上一般采用被动减振系统来保护光电设备,设备的惯性积直接影响着减振系统的动力学特性和幅频响应特性,引起对应两角振动的耦合。为了定量确定惯性积的影响,根据动力学理论建立了系统的六自由度动力学模型并简化为两自由度模型,利用无量纲化方法,推导了固有频率与惯性积之间的数学关系,分析了在不同惯性积下系统的幅频响应。结果表明,系统的两阶固有频率随惯性积分别单调递增和单调递减,并且在惯性积为零处差值最小;系统对应的两阶固有频率差值随惯性积单调递增,在惯性积为零处最小;在低阶模态方向,惯性耦合系统的减振性能优于无耦合系统。

基于平面法线向量的三自由度测量方法

相位调制器是相干合成孔径望远镜中光束合成机构的关键部件,精确测量相位调制器的运动信息是相位调制器控制的核心技术之一。提出了基于平面法线向量的三自由度(俯仰角、方位角和轴向位移)测量方法,基于法线向量的变化解算角度和位移信息,并对所提方法进行详细描述,分析了影响测量精度的因素。实验结果表明:旋转角α和γ的转动范围分别为0～0.44mrad和0～0.28mrad,位移移动范围为0～3μm;在测量范围内,角度误差小于3.3μrad,位移误差小于50nm。所提方法具有结构简单、测量精度高等优势,可广泛应用于相位调制器等的三自由度测量中。