本文關鍵詞：考慮飛輪動態(tài)特性的衛(wèi)星平臺控制策略與成像性能分析　出處：《北京理工大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 摩擦 靜動不平衡 振動 自抗擾控制 模糊自抗擾控制 調制傳遞函數(shù)

【摘要】：航天光學遙感衛(wèi)星在拍照過程中,衛(wèi)星平臺振動會使曝光時間內拍攝物影像與感光介質之間存在相對運動,產(chǎn)生像移,從而導致成像模糊。因此如何實現(xiàn)衛(wèi)星平臺的高精度高穩(wěn)定控制以及建立合理有效的成像性能分析評價指標具有實際的工程指導意義。本文在此背景下,首先對帶有撓性附件的衛(wèi)星平臺建立了基于Kane方法的動力學模型,并且考慮了角動量裝置反作用飛輪在實際運轉過程中的摩擦效應和靜動不平衡產(chǎn)生的振動現(xiàn)象。建立的飛輪摩擦模型,分別對比了Stribeck靜態(tài)模型、Dahl動態(tài)模型和LuGre動態(tài)模型的動態(tài)特性,本文采用LuGre模型能更加全面描述實際的摩擦行為。靜動不平衡采用等效質量塊的方法,描述了不平衡力矩振動頻率與飛輪轉速相關。其次對帶有飛輪的衛(wèi)星平臺設計了不依賴系統(tǒng)精確建模參數(shù)的強魯棒性的自抗擾控制器,通過跟蹤微分器(TD)、擴張狀態(tài)觀測器(ESO)及非線性狀態(tài)誤差反饋控制律(NLSEF)分別實現(xiàn)對信號的快速無超調跟蹤、干擾的動態(tài)補償及控制力矩的輸出。同時為了改善控制增益參數(shù),借鑒了模糊控制思想,提出了模糊整定的方法。并且實驗仿真給出了改進前后的對比,驗證了模糊整定具有更好的控制效果。最后將調制傳遞函數(shù)(MTF)作為光學載荷成像性能分析指標,理論分析了橫向振動對MTF的影響。仿真給出了衛(wèi)星平臺振動對成像系統(tǒng)的像移和MTF性能影響分析,得出模糊自抗擾控制(FADRC)具有更好的成像性能的結論。
[Abstract]:In the process of taking pictures of space optical remote sensing satellite, the vibration of the satellite platform will cause the relative motion between the image and the photosensitive medium during the exposure time, resulting in the image shift. Therefore, how to achieve high precision and high stability control of satellite platform and establish reasonable and effective imaging performance analysis evaluation index has practical engineering significance. Firstly, a dynamic model based on Kane method is established for the satellite platform with flexible appendages. The friction effect of the reaction flywheel of angular momentum device and the vibration phenomenon caused by static and dynamic imbalance are considered. The friction model of flywheel is established and the Stribeck static model is compared respectively. The dynamic characteristics of Dahl dynamic model and LuGre dynamic model are discussed in this paper. In this paper, the LuGre model is used to describe the actual friction behavior more comprehensively, and the equivalent mass block method is used in the static and dynamic unbalance. The unbalance moment vibration frequency is related to the speed of the flywheel. Secondly, an active disturbance rejection controller is designed for the satellite platform with flywheel, which does not depend on the precise modeling parameters of the system. Tracking signal without overshoot is realized by tracking differentiator, extended state observer (ESO) and nonlinear state error feedback control law (NLSEF). The dynamic compensation of disturbance and the output of control torque. In order to improve the control gain parameters, the fuzzy tuning method is put forward in order to improve the control gain parameters, and the comparison before and after the improvement is given in the experimental simulation. Finally, the modulation transfer function (MTF) is used as the optical load imaging performance analysis index. The influence of lateral vibration on MTF is analyzed theoretically, and the influence of satellite platform vibration on image shift and MTF performance of imaging system is analyzed by simulation. It is concluded that FADRC has better imaging performance.
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V448.2

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 潤雨;;波蘭公共廣播機構計劃推出第四個衛(wèi)星平臺[J];衛(wèi)星電視與寬帶多媒體;2007年09期

2 王余濤;;浩瀚天宇中的“歐洲之星”——“歐洲星”系列衛(wèi)星平臺發(fā)展簡述[J];國際太空;2012年11期

3 朋吉碧;;新型多用途衛(wèi)星平臺[J];國外空間動態(tài);1984年04期

4 江泰;通信衛(wèi)星平臺的可靠性與航天保險[J];中國航天;2003年08期

5 張照炎;歐洲大型通信衛(wèi)星平臺——“阿爾法艙”進入研制階段[J];國際太空;2005年02期

6 冶元菲;呂楠;黃獻龍;陳曉;;先進電子信息系統(tǒng)在通信衛(wèi)星平臺中的應用[J];空間控制技術與應用;2011年01期

7 國太;;全球商業(yè)通信衛(wèi)星平臺簡析[J];國際太空;2012年11期

8 燁希;;空間客車-4000衛(wèi)星平臺及應用[J];國際太空;2012年11期

9 國太;;俄羅斯通信衛(wèi)星平臺一瞥[J];國際太空;2012年11期

10 劉軍;;臻于至善的東方紅四號衛(wèi)星平臺[J];衛(wèi)星電視與寬帶多媒體;2013年15期

相關會議論文 前2條

1 王平;;利用衛(wèi)星轉播平臺實現(xiàn)同步播出[A];中國新聞技術工作者聯(lián)合會2011年學術年會論文集（下篇）[C];2011年

2 龐之浩;;當代中國航天器的發(fā)展[A];中國空間科學學會第七次學術年會會議手冊及文集[C];2009年

相關重要報紙文章 前8條

1 許紅英 陳菲;法國將與巴西合作研發(fā)衛(wèi)星平臺[N];中國航天報;2009年

2 董愛波;俄法聯(lián)合研制新型衛(wèi)星平臺[N];人民日報;2007年

3 程剛;俄羅斯制造出小衛(wèi)星通用平臺[N];科技日報;2007年

4 李 遷;我國將實現(xiàn)整星出口零突破[N];大眾科技報;2005年

5 張毅;我國衛(wèi)星整星出口將實現(xiàn)零的突破[N];大眾科技報;2005年

6 孫宏金;東方紅四號增強型平臺研制啟動[N];中國航天報;2012年

7 航天科技集團公司五院501部;通信亟待建成衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)[N];中國航天報;2001年

8 孫宏金 司軒;在軌現(xiàn)代小衛(wèi)星累計壽命超百年[N];中國航天報;2013年

相關博士學位論文 前1條

1 王磊;衛(wèi)星平臺與天線去耦合控制[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

相關碩士學位論文 前8條

1 祝周鵬;面向任務的衛(wèi)星平臺載荷配置與應急規(guī)劃技術[D];國防科學技術大學;2013年

2 張普中;考慮飛輪動態(tài)特性的衛(wèi)星平臺控制策略與成像性能分析[D];北京理工大學;2016年

3 范國臣;無線衛(wèi)星平臺網(wǎng)絡技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

4 朱文亮;基于衛(wèi)星平臺無線網(wǎng)絡技術的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

5 宋志成;衛(wèi)星綜合業(yè)務單元設計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2011年

6 崔凱;二維跟蹤轉臺與衛(wèi)星平臺的動力學耦合技術研究[D];中國科學院研究生院（西安光學精密機械研究所）;2013年

7 吳勇;衛(wèi)星平臺振動對成像結果影響的仿真[D];杭州電子科技大學;2015年

8 崔W，

本文編號：1400543