柔性悬吊平台光电系统动力学分析

提出了一种基于地平式光电经纬仪并带有姿态稳定装置的柔性悬吊平台光电系统的结构，以实现精密指向。根据系统各部件之间的运动学关系，采用通路矩阵、约束力元矩阵等方法描述了系统的拓扑构型。采用拉格朗日方法建立了系统的多刚体动力学模型。仿真实验研究了平台绕垂线的转动以及垂线一地平面内的摆动对视轴指向精度的影响。仿真结果：若系统沿垂线方向的转动惯量在lO。kg．rn。量级、反捻机构残余力矩10之N．m的量级，方位轴的控制指向精度与光电传感器的分辨率精度相当，可以达到10^-5rad。如果缆绳的长度在10m数量级，系统绕摆动轴的转动惯量将达到10^5～10^7kg·m^2量级。平台的摆动幅度在0．017rad时，视轴的指向控制精度可以控制在10^-4rad量级。仿真结果表明：反捻机构开启、光电系统指向控制能力强时，可以不对平台进行姿态控制。另外，摆动将造成经纬仪两个轴系的耦合。