本文選題：航天器 + 撓性附件�。� 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：研究航天器上撓性結(jié)構(gòu)附件振動(dòng)對(duì)航天器本體的影響,進(jìn)行航天器控制系統(tǒng)的地面物理仿真是一個(gè)非常有效途徑。為了在地面仿真實(shí)驗(yàn)中對(duì)航天器的撓性結(jié)構(gòu)附件特性進(jìn)行有效的分析、設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證,需要設(shè)計(jì)功能完善、性能穩(wěn)定的撓性附件振動(dòng)模擬器,以保障控制系統(tǒng)地面仿真實(shí)驗(yàn)的順利實(shí)施。本課題針對(duì)撓性附件對(duì)航天器本體的影響問(wèn)題進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種主動(dòng)式三維撓性附件模擬器,用以模擬航天器上的撓性結(jié)構(gòu)附件因形變而產(chǎn)生的振動(dòng)并作用于航天器本體的干擾力矩,用于帶有撓性附件的航天器全物理地面仿真實(shí)驗(yàn)。本文首先對(duì)航天器上撓性結(jié)構(gòu)附件及其發(fā)展進(jìn)行論述,引出研究和分析撓性附件因形變產(chǎn)生的振動(dòng)的重要性;通過(guò)介紹國(guó)內(nèi)外對(duì)航天器撓性結(jié)構(gòu)附件及其仿真和模擬的研究情況,說(shuō)明了研究和設(shè)計(jì)三維撓性附件模擬器的必要性。其次,本文分別建立了帶撓性附件的航天器系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型和帶撓性附件模擬器的氣浮臺(tái)動(dòng)力學(xué)模型,通過(guò)兩者模型的對(duì)比分析,得出可以通過(guò)設(shè)計(jì)一種主動(dòng)式的力矩振動(dòng)模擬器實(shí)現(xiàn)對(duì)航天器上撓性附件由于形變產(chǎn)生的振動(dòng)力矩的模擬,從而從理論上論證了撓性附件模擬器方案的可行性。然后,本文又推導(dǎo)了帶驅(qū)動(dòng)器的主動(dòng)式撓性附件模擬器的數(shù)學(xué)模型,基于被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了PID、模糊控制以及滑�？刂扑惴ǖ难芯�,并通過(guò)數(shù)學(xué)仿真分析,驗(yàn)證了基于指數(shù)趨近律的滑模控制更適合本模擬器系統(tǒng)的控制算法。最后,本文從硬件和軟件兩個(gè)方面論述模擬器的設(shè)計(jì)和工程實(shí)現(xiàn),并對(duì)模擬器實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行了性能指標(biāo)的測(cè)試,驗(yàn)證了本課題設(shè)計(jì)的主動(dòng)式三維撓性附件模擬器的有效性和實(shí)用性。
[Abstract]:It is an effective way to study the effect of the vibration of the flexible structure accessories on the spacecraft body and the ground physical simulation of the spacecraft control system. In order to effectively analyze, design and verify the characteristics of flexible structural accessories of spacecraft in ground simulation experiments, it is necessary to design a flexible accessory vibration simulator with perfect function and stable performance. In order to ensure the smooth implementation of the control system ground simulation experiment. In this paper, the influence of flexible appendages on spacecraft body is studied, and an active 3D flexible attachment simulator is designed and implemented. It is used to simulate the vibration caused by deformation of the flexible structural accessories on the spacecraft and to act on the disturbance moment of the spacecraft body. It is used in the full-physical ground simulation experiment of the spacecraft with flexible appendages. In this paper, the research and development of flexible structural appendages on spacecraft are discussed, and the importance of studying and analyzing the vibration caused by deformation of flexible appendages is presented. The necessity of research and design of 3D flexible appendage simulator is explained by introducing the research situation of spacecraft flexible structure accessories and its simulation and simulation at home and abroad. Secondly, the dynamic model of spacecraft system with flexible appendages and the dynamic model of air floatation platform with flexible appendage simulator are established in this paper. It is concluded that the vibration torque caused by deformation of flexible accessories on spacecraft can be simulated by designing an active torque vibration simulator, and the feasibility of the scheme of flexible attachment simulator is proved theoretically. Then, the mathematical model of active flexible attachment simulator with driver is derived. Based on the mathematical model of controlled object, the algorithms of PID, fuzzy control and sliding mode control are studied and analyzed by mathematical simulation. It is proved that the sliding mode control based on exponential approach law is more suitable for the control algorithm of this simulator system. Finally, this paper discusses the design and engineering implementation of simulator from two aspects of hardware and software, and tests the performance index of the actual system of simulator. The validity and practicability of the active three-dimensional flexible attachment simulator designed in this paper are verified.
【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】：2016
【分類號(hào)】：V416.8

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本文編號(hào)：1946404