本文關(guān)鍵詞：吊索式低重力模擬器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：吊索式低重力模擬系統(tǒng)的作用是在航天器升空之前對其進(jìn)行測試,良好的測試可以有效地保證被測試裝置在惡劣的工作環(huán)境下可以穩(wěn)定工作。實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)的吊索式低重力模擬器采用的是電機(jī)彈簧擺桿等組成,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高昂,維護(hù)不方便。本文針對這些問題,采用了新的實(shí)現(xiàn)方式,設(shè)計(jì)了基于磁粉離合器的新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并建立了系統(tǒng)的動(dòng)力模型,針對實(shí)際系統(tǒng)中存在著參數(shù)不確定性和擾動(dòng),設(shè)計(jì)了具有魯棒性能的控制器。首先,文章對低重力模擬器對航天事業(yè)發(fā)展的研究意義進(jìn)行了探討,并對其多種多樣的實(shí)現(xiàn)方式和國內(nèi)外吊索式低重力模擬器的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。論文第二章首先比較了三種可行的吊索式低重力模擬系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn),并最終提出了采用磁粉離合器實(shí)現(xiàn)低重力模擬器的實(shí)現(xiàn)方式。之后對磁粉離合器的工作原理,性能,優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了深入研究,論證了方案的可行性,并對磁粉離合器傳遞函數(shù)和選取原則等進(jìn)行了闡述,最后設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體構(gòu)成結(jié)構(gòu)。其次,第三章首先分析了磁粉離合器和電機(jī)的控制模型,根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立了系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。之后,分析了磁粉離合器在系統(tǒng)中的作用,驗(yàn)證了其可以在一定程度上減小地面加速度干擾對系統(tǒng)的影響。最后根據(jù)系統(tǒng)的特性對模型進(jìn)行了簡化。最后,針對實(shí)際系統(tǒng)中存在著參數(shù)不確定性和擾動(dòng),設(shè)計(jì)了魯棒H∞控制器。首先對系統(tǒng)的不確定性問題分析了其產(chǎn)生原因及處理方式,建立了廣義被控對象模型,并設(shè)計(jì)了性能加權(quán)函數(shù),之后利用Matlab魯棒工具箱中的函數(shù)編程生成了滿足要求的控制器。最后對設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,證明了其可以滿足系統(tǒng)的精度要求,并可以很好的抑制干擾和不確定性對系統(tǒng)的影響,從理論上證明了基于磁粉離合器的低重力模擬器方案的可行性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V416.8;TP273

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本文編號(hào)：1142037