發(fā)布時間：2017-11-23 20:12

  本文關鍵詞：五自由度模擬器關鍵機械結構設計及控制系統(tǒng)分析

  更多相關文章： 五自由度模擬器 氣墊 氣浮球軸承 控制系統(tǒng) 半物理仿真

【摘要】：隨著空間科學技術的不斷發(fā)展進步,世界各國越來越重視空間資源的開發(fā)與利用,空間飛行器的交會對接、空間站建立、深空探測等技術已經成為研究的重點。因此,利用地面模擬器進行空間任務的物理仿真,以及應用模擬器完善在軌維護與服務等技術越來越重要,在我國未來的空間任務中扮演著十分重要的角色。本文針對五自由度模擬器研制和試驗中的問題,進行了五自由度模擬器的整體方案設計。針對豎直方向自由度擴展,設計了多種重力補償方案。對其關鍵機械結構,如氣墊、球軸承、冷噴氣系統(tǒng)的構成以及參數(shù)進行了詳細分析。之后,為了消除模擬器的主要干擾力矩——重力力矩,設計分析了自動平衡系統(tǒng),包括該系統(tǒng)的主要實現(xiàn)功能及硬件構成等。進一步設計了五自由度模擬器的自動平衡的控制算法,并對控制過程中所需的軟硬件構成進行了分析。針對五自由度模擬器姿態(tài)和軌跡控制的地面演示驗證需求,分析設計了五自由度模擬器的推力和力矩的控制策略,包括對推力執(zhí)行機構的分配和合成。針對五自由度模擬器開展衛(wèi)星交會對接試驗,對五自由度的三軸姿態(tài)角控制以及位置路徑規(guī)劃進行了詳細分析,設計了一種快速穩(wěn)定的控制算法,提高了五自由度模擬器在空間交會對接過程中的試驗效率以及位姿機動精度。最后對設計完成的五自由度模擬器進行了一系列實驗,包括自動配平實驗、位置逼近實驗、繞飛實驗。驗證了本文提出的自動配平控制系統(tǒng)、推力分配控制策略以及路徑規(guī)劃方法的正確性。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V416.8

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本文編號：1219671