本文關(guān)鍵詞：控制力矩陀螺群的操縱律研究

  更多相關(guān)文章： 單框架控制力矩陀螺 奇異性問題 操縱律 測試平臺

【摘要】：因單框架控制力矩陀螺(SGCMGs)具有優(yōu)異的力矩放大能力及能量存儲能力,它被當(dāng)作大型空間站和小型商業(yè)衛(wèi)星的姿態(tài)控制的執(zhí)行機構(gòu)。在過去的幾十年里面,控制力矩陀螺群在姿態(tài)控制和角動量管理中被廣泛應(yīng)用,這方面的研究已經(jīng)較為深入,并應(yīng)用在各類飛行任務(wù)當(dāng)中。然而,在理論研究和實際的工程應(yīng)用當(dāng)中仍然存在諸多問題,其中包括系統(tǒng)性能的權(quán)衡、奇異逃離\回避操縱律的設(shè)計、算法實時性與算法驗證、以及考慮實際系統(tǒng)中存在的摩擦力矩及其他干擾力矩對系統(tǒng)的影響。本文研究的目的是設(shè)計新型操縱律,既能逃離\回避系統(tǒng)奇異狀態(tài)同時又能夠高精度地輸出期望力矩。本文的主要內(nèi)容概括如下:首先,本文論述了在多個單框架控制力矩系統(tǒng)中存在的奇異問題,并利用易于理解的數(shù)學(xué)手段解釋了奇異性的問題。比較了三正交構(gòu)型、金字塔構(gòu)型及五棱錐構(gòu)型的優(yōu)缺點。然后,選擇了金字塔構(gòu)型作為檢驗所設(shè)計操縱律性能的系統(tǒng)構(gòu)型。其次,研究了SGCMGs基本操縱律的原理,在偽逆操縱律的基礎(chǔ)上,設(shè)計了魯棒奇異操縱律、零運動操縱律,并將這幾種操縱律結(jié)合起來,設(shè)計了帶零運動的周期擾動魯棒奇異操縱律,既能夠有效回避操縱律又能夠在系統(tǒng)陷入奇異后快速逃離奇異。然后設(shè)計了一種考慮動摩擦及其他干擾力矩和框架伺服特性的新型操縱律。這種新型操縱律既能夠保證良好的奇異逃離\回避能力又能輸出高精度的期望力矩。最后,本文設(shè)計了用于測量SGCMGs力矩輸出性能,可用于驗證實際應(yīng)用設(shè)計操縱律。該設(shè)備基于雙軸氣浮臺,提供了一個隔離的環(huán)境以提高測量精度。從硬件與軟件兩個方面進行設(shè)計,用來驗證本論文提出的操縱律的合理性及正確性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V448.2

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐衍亮,劉剛,房建成;控制力矩陀螺用高性能永磁無刷直流電機研究[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報;2003年01期

2 張鵬波;張慶榮;房建成;;高速磁懸浮轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性研究及其在控制力矩陀螺中應(yīng)用[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報;2006年03期

3 韓邦成;虎剛;房建成;;磁懸浮控制力矩陀螺高速轉(zhuǎn)子的優(yōu)化設(shè)計[J];光學(xué)精密工程;2006年04期

4 吳忠;魏孔明;;基于非線性觀測器的控制力矩陀螺操縱律設(shè)計[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2006年11期

5 張激揚;周大寧;高亞楠;;控制力矩陀螺框架控制方法及框架轉(zhuǎn)速測量方法[J];空間控制技術(shù)與應(yīng)用;2008年02期

6 盧松濤王;磊趙育善;;雙框架控制力矩陀螺奇異性分析[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2008年09期

7 王磊;趙育善;;雙框架控制力矩陀螺奇異分析及可視化[J];宇航學(xué)報;2009年02期

8 王磊;趙育善;李云;;平行構(gòu)型雙框架控制力矩陀螺操縱律研究[J];宇航學(xué)報;2009年04期

9 鄧瑞清;虎剛;王全武;;飛輪和控制力矩陀螺高速轉(zhuǎn)子軸向干擾特性的研究[J];航天控制;2009年04期

10 李海濤;房建成;韓邦成;魏彤;;一種雙框架磁懸浮控制力矩陀螺框架伺服系統(tǒng)擾動抑制方法研究[J];宇航學(xué)報;2009年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 吳忠;段洪棟;王朋;;控制力矩陀螺框架伺服系統(tǒng)自適應(yīng)控制[A];2007'儀表，，自動化及先進集成技術(shù)大會論文集（一）[C];2007年

2 張景瑞;羅楊;劉偉;;單框架控制力矩陀螺群混合操縱律設(shè)計[A];第六屆全國動力學(xué)與控制青年學(xué)者學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2012年

3 陳茂勝;金光;;自抗擾控制力矩陀螺框架角位置伺服系統(tǒng)設(shè)計[A];中國空間科學(xué)學(xué)會2013年空間光學(xué)與機電技術(shù)研討會會議論文集[C];2013年

4 湯亮;陳義慶;;單框架控制力矩陀螺奇異問題研究[A];全國第十二屆空間及運動體控制技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

5 趙友選;趙麗濱;房建成;;磁懸浮控制力矩陀螺框架結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化[A];北京力學(xué)學(xué)會第12屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

6 韓邦成;虎剛;房建成;;諧波對磁懸浮轉(zhuǎn)子運動軌跡的影響分析及仿真[A];中國系統(tǒng)仿真學(xué)會第五次全國會員代表大會暨2006年全國學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 本報記者 陳瑜;“萬里穿針”是怎么成功的[N];科技日報;2011年

2 景鵬;讓8.5噸的天宮一號平穩(wěn)飛行[N];中國航天報;2011年

3 本報記者 楊晨光邋通訊員 賈愛平 鄧怡;讓中國的飛輪旋轉(zhuǎn)在世界前沿[N];中國教育報;2008年

4 趙永新;像飛輪一樣運轉(zhuǎn)[N];人民日報;2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮健;磁懸浮控制力矩陀螺高速轉(zhuǎn)子驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

2 朱津津;應(yīng)用控制力矩陀螺的衛(wèi)星姿態(tài)控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

3 職光伸;控制力矩陀螺群的操縱律研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

4 黃體筍;磁懸浮控制力矩陀螺框架伺服電路研究與設(shè)計[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2009年

5 舒盛榮;應(yīng)用有限元法的小型控制力矩陀螺結(jié)構(gòu)可靠性分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

6 張佳為;控制力矩陀螺系統(tǒng)伺服控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

7 楊海焱;一類控制力矩陀螺框架系統(tǒng)的控制方法及實驗研究[D];南京理工大學(xué);2014年

8 張海;控制力矩陀螺控制電路研究與設(shè)計[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2008年

9 程國棟;應(yīng)用控制力矩陀螺的敏捷衛(wèi)星姿態(tài)機動控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

10 劉付成;控制力矩陀螺在衛(wèi)星控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

本文編號：1140854