| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-32页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第14-15页 |
| 1.2 FSM系统国内外产品状况 | 第15-28页 |
| 1.2.1 国外产品发展状况 | 第15-24页 |
| 1.2.2 国内FSM系统发展状况 | 第24-28页 |
| 1.3 柔性轴式FSM系统关键技术研究 | 第28-30页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第30-32页 |
| 第2章 快速反射镜机构设计 | 第32-62页 |
| 2.1 引言 | 第32页 |
| 2.2 激光通信实验室测试平台光学设计 | 第32-36页 |
| 2.3 FSM性能指标 | 第36-38页 |
| 2.4 FSM系统组成及要求 | 第38-39页 |
| 2.5 性能指标与部件间的关系 | 第39-40页 |
| 2.6 FSM系统总体方案设计 | 第40-52页 |
| 2.6.1 导向与传动方案的确定 | 第40-41页 |
| 2.6.2 驱动器类型的确定 | 第41-42页 |
| 2.6.3 传感器类型的确定 | 第42-43页 |
| 2.6.4 驱动结构形式的确定 | 第43-52页 |
| 2.7 反射镜系统驱动器的选型 | 第52-53页 |
| 2.8 FSM系统控制器选型及实验测试 | 第53-57页 |
| 2.8.1 FSM系统控制器 | 第53-55页 |
| 2.8.2 实验测试 | 第55-57页 |
| 2.9 FSM系统结构模型 | 第57-59页 |
| 2.10 FSM系统部件材料选择 | 第59-61页 |
| 2.10.1 反射镜材料选择 | 第59-60页 |
| 2.10.2 柔性支撑材料的选择 | 第60页 |
| 2.10.3 连接板材料的选择 | 第60-61页 |
| 2.10.4 基板材料的选择 | 第61页 |
| 2.11 本章小结 | 第61-62页 |
| 第3章 单自由度椭圆弧柔性铰链优化设计 | 第62-96页 |
| 3.1 引言 | 第62页 |
| 3.2 柔性铰链的分类及性能指标 | 第62-66页 |
| 3.2.1 柔性铰链的分类 | 第62-65页 |
| 3.2.2 柔性铰链的性能指标 | 第65-66页 |
| 3.3 椭圆弧柔性铰链柔度矩阵分析及简化 | 第66-84页 |
| 3.3.1 椭圆弧柔性铰链柔度矩阵准确计算公式 | 第66-71页 |
| 3.3.2 正椭圆柔性铰链近似理论计算公式的推导 | 第71-77页 |
| 3.3.3 简化公式的有限元仿真分析验证 | 第77-79页 |
| 3.3.4 工作刚度的实验验证 | 第79-84页 |
| 3.3.5 结论 | 第84页 |
| 3.4 椭圆弧柔性铰链的最大应力和最大刚度分析 | 第84-87页 |
| 3.5 柔性铰链的精度特性分析 | 第87页 |
| 3.6 椭圆弧柔性铰链最大刚度优化设计 | 第87-94页 |
| 3.6.1 优化模型 | 第88-89页 |
| 3.6.2 优化方法及优化评价参数 | 第89-90页 |
| 3.6.3 优化结果 | 第90-91页 |
| 3.6.4 有限元仿真计算 | 第91-92页 |
| 3.6.5 工作刚度的实验验证 | 第92-94页 |
| 3.6.6 结论 | 第94页 |
| 3.7 本章小结 | 第94-96页 |
| 第4章 二维柔性铰链支撑优化设计 | 第96-108页 |
| 4.1 引言 | 第96页 |
| 4.2 控制系统考虑 | 第96-97页 |
| 4.3 机械谐振频率与FSM柔性铰链支撑刚度的关系 | 第97-98页 |
| 4.4 二维柔性铰链支撑结构形式 | 第98-99页 |
| 4.5 两自由度柔性铰链支撑刚度计算 | 第99-100页 |
| 4.6 柔性支撑各方向刚度设计及关键尺寸确定 | 第100-102页 |
| 4.6.1 各方向刚度要求 | 第100-101页 |
| 4.6.2 关键尺寸的确定 | 第101-102页 |
| 4.7 FSM系统模态分析 | 第102-106页 |
| 4.8 FSM系统反射镜光学元件面形分析 | 第106-107页 |
| 4.9 本章小结 | 第107-108页 |
| 第5章 FSM系统运动学、动力学及疲劳寿命仿真分析 | 第108-128页 |
| 5.1 引言 | 第108页 |
| 5.2 快速反射镜数学建模 | 第108-109页 |
| 5.3 理论驱动力矩的计算 | 第109-110页 |
| 5.4 快速反射镜刚柔耦合模型仿真 | 第110-115页 |
| 5.4.1 刚柔耦合多体动力学方程的建立 | 第110-111页 |
| 5.4.2 快速反射镜刚柔耦合模型的建立 | 第111-113页 |
| 5.4.3 刚柔耦合模型的仿真分析 | 第113-115页 |
| 5.4.4 结论 | 第115页 |
| 5.5 虚拟疲劳集成化仿真分析理论基础 | 第115-121页 |
| 5.5.1 平均应力修正及疲劳损伤累积理论 | 第116-121页 |
| 5.5.2 疲劳寿命S-N法 | 第121页 |
| 5.6 柔性铰链支撑虚拟疲劳集成化仿真分析 | 第121-125页 |
| 5.6.1 S-N曲线的获取 | 第122-124页 |
| 5.6.2 疲劳仿真分析 | 第124-125页 |
| 5.6.3 结论 | 第125页 |
| 5.7 本章小结 | 第125-128页 |
| 第6章 性能测试和实验研究 | 第128-142页 |
| 6.1 引言 | 第128页 |
| 6.2 柔性铰链支撑静态刚度测试 | 第128-130页 |
| 6.3 压电陶瓷驱动器出力-位移特性 | 第130-133页 |
| 6.4 FSM系统静态性能测试 | 第133-137页 |
| 6.4.1 转角范围 | 第134-136页 |
| 6.4.2 重复定位精度 | 第136-137页 |
| 6.5 FSM系统动态性能测试 | 第137-141页 |
| 6.5.1 阶跃响应试验 | 第138-139页 |
| 6.5.2 控制带宽测试实验 | 第139-141页 |
| 6.6 本章小结 | 第141-142页 |
| 第7章 总结与展望 | 第142-146页 |
| 7.1 论文完成工作 | 第142-143页 |
| 7.2 论文创新点 | 第143页 |
| 7.3 研究展望 | 第143-146页 |
| 参考文献 | 第146-157页 |
| 在学期间学术成果情况 | 第157-158页 |
| 指导教师及作者简介 | 第158-159页 |
| 致谢 | 第159页 |