【摘要】：空間太陽能電站是一種在空間將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,再通過無線能量傳輸方式傳輸?shù)降孛娴陌l(fā)電系統(tǒng),它不受晝夜和氣候的影響,可以連續(xù)工作,能量利用率高,應(yīng)用前景廣闊。與非聚光型方案相比,聚光型方案具備對太陽定向功能,可大幅減少電池陣的面積,發(fā)電效率高,且產(chǎn)生的電能不需要遠距離、大功率電力傳輸。集成對稱聚光系統(tǒng)采用了聚光設(shè)計方案,它能夠連續(xù)對太陽跟蹤,對能量的收集效率更高,因此應(yīng)用潛力大。然而,集成對稱聚光系統(tǒng)面臨著調(diào)節(jié)困難、柔性振動的問題,為此,論文研究了集成對稱聚光系統(tǒng)的運動姿態(tài)規(guī)劃理論及柔性振動抑制控制方法,目的是優(yōu)化系統(tǒng)的聚光性能、提高聚光系統(tǒng)的定向跟蹤響應(yīng)速度和增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。主要研究內(nèi)容如下:為提高聚光效率,從運動學(xué)角度分析了定向參數(shù)隨時間的變化規(guī)律,揭示系統(tǒng)的對太陽定向機理,實現(xiàn)了對聚光系統(tǒng)的定向規(guī)劃,提出了一種采用定向參數(shù)追隨太陽光跟蹤角的對太陽定向調(diào)節(jié)方法。仿真驗證的結(jié)果表明,所提出的定向調(diào)節(jié)方法能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的連續(xù)對太陽跟蹤,從而保證了系統(tǒng)的高效率聚光。為減緩調(diào)節(jié)難度,對關(guān)節(jié)的位置軌跡進行了優(yōu)化研究,提出了一種關(guān)節(jié)位置軌跡優(yōu)化方法。仿真數(shù)據(jù)表明所提出的新的軌跡優(yōu)化方法顯著增強了定向機構(gòu)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動的平滑性,從而優(yōu)化了系統(tǒng)的聚光性能,降低了系統(tǒng)的調(diào)節(jié)難度。為了提高定向跟蹤性能,建立了基于控制力矩陀螺為驅(qū)動裝置的控制模型,提出了一種狀態(tài)反饋跟蹤控制方法,該方法執(zhí)行跟蹤響應(yīng)速度快;在實現(xiàn)定向跟蹤的基礎(chǔ)上,為進一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,采用了拉鎖作動器抑制柔性結(jié)構(gòu)的振動,提出了一種具有拉索抗飽和功能的LQG減振控制器設(shè)計方法。研究結(jié)果表明,所采取的拉鎖減振控制策略能夠有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,從而提高了系統(tǒng)的跟蹤性能。針對拉索自身具有柔度大、弱阻尼的結(jié)構(gòu)特點,為提高拉索自身的穩(wěn)定性,對拉索的振動不穩(wěn)定性進行了分析,并基于最優(yōu)控制理論實現(xiàn)了拉索減振控制。研究結(jié)果表明,所采用的主動控制方法能夠有效增強拉索的剛度,并能大幅減小拉索的不穩(wěn)定振動對系統(tǒng)造成的影響程度。
【圖文】：

空間太陽能電站模型

各章節(jié)內(nèi)容安排如下第一章 介紹論文研究的課題背景及意義電衛(wèi)星的研究現(xiàn)狀以及我國在這一領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)劃和研究進展圖 1.2 論文組織架構(gòu)章節(jié)內(nèi)容安排如下：介紹論文研究的課題背景及意義。詳細介紹了目前國際上空間太陽能發(fā)電衛(wèi)星的研究現(xiàn)狀以及我國在這一領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)劃和研究進展，，對與本論文課題相關(guān)詳細介紹了目前國際上空間太陽能發(fā)對與本論文課題相關(guān)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM615

【參考文獻】

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本文編號：2671218