Hexapod多自由度微激勵系統(tǒng)常用于航天器有效載荷在軌微振動環(huán)境的模擬,但采用現(xiàn)有控制方法無法精確穩(wěn)定跟蹤低頻正弦加速度,這是由于系統(tǒng)耦合度高、非線性在低頻段較強,被控對象相位滯后過大造成的.針對此問題,基于傳統(tǒng)離線迭代控制方法,提出一種復(fù)合超前校正、多倍頻陷波濾波器的改進離線迭代控制方法.其中,離線迭代進行補償控制,超前校正進一步補償系統(tǒng)相位,多倍頻陷波濾波器去除非線性干擾.跟蹤低頻定頻正弦加速度的實驗結(jié)果表明,對比傳統(tǒng)離線迭代控制方法,改進方法收斂快、控制精度高;對比現(xiàn)有自適應(yīng)正弦振動控制方法,改進方法將符合精度要求的加速度控制頻帶下限由14. 5 Hz擴寬至8 Hz.實驗結(jié)果驗證了所提方法的有效性. 

【文章來源】：空間控制技術(shù)與應(yīng)用. 2020,46(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

Hexapod構(gòu)型振動臺

圖2為現(xiàn)有基于Hexapod多自由度微激勵系統(tǒng)的高頻自適應(yīng)正弦振動控制方法[6](accADC)，是一種實時前饋控制．借助系統(tǒng)辨識獲得系統(tǒng)逆模型Z(f)，并串聯(lián)此逆模型實現(xiàn)解耦，然后基于自適應(yīng)控制器，完成對廣義控制對象H(f)Z(f)的加速度振動控制．由于系統(tǒng)耦合、鉸鏈間隙等非線性因素造成辨識模型H^(f)不同于實際系統(tǒng)模型，用乘法不確定度ΔH(f)表示模型誤差，則實際激勵系統(tǒng)模型為

采用上述高頻自適應(yīng)正弦振動控制方法，以20 Hz為起點，逆向掃頻，X向正弦掃頻響應(yīng)信號如圖3所示．由圖3可知，14.5～20 Hz控制精度高，響應(yīng)的幅值誤差范圍在1～2 mg，時域誤差小于20%，滿足精度要求．14.5 Hz之后響應(yīng)波動劇烈，超調(diào)嚴重．由頻率范圍為13.93～13.95 Hz的響應(yīng)放大圖也可知，隨著頻率減小，響應(yīng)不斷變大，誤差也不斷變大．自適應(yīng)控制變得不穩(wěn)定，并最終在13.5 Hz發(fā)散，無法繼續(xù)穩(wěn)定精確地跟蹤低頻正弦加速度信號．此時，滿足精度要求的加速度控制頻帶下限為14.5 Hz.從而采用圖4基于位移反饋的自適應(yīng)正弦振動控制方法[7]繼續(xù)跟蹤低頻加速度．上平臺六自由度加速度期望信號位置反解得各作動腿位移指令r(t)，然后基于自適應(yīng)控制器和超前校正環(huán)節(jié)得到作動腿的驅(qū)動信號，完成微激勵系統(tǒng)的位移振動控制，由加速度傳感器采集數(shù)據(jù)獲得各自由度的加速度響應(yīng)．

【參考文獻】：
期刊論文
[1]遙感衛(wèi)星在軌微振動測量數(shù)據(jù)分析[J]. 王光遠,周東強,趙煜.  宇航學(xué)報. 2015(03)
[2]小型航天器微振動主動控制平臺建模與仿真[J]. 王云峰,程偉.  振動與沖擊. 2013(22)
[3]“海洋二號”衛(wèi)星主動段、自由飛行段力學(xué)環(huán)境測量與分析[J]. 趙煜,周東強.  航天器環(huán)境工程. 2012(04)
[4]高精度航天器微振動力學(xué)環(huán)境分析[J]. 張振華,楊雷,龐世偉.  航天器環(huán)境工程. 2009(06)
[5]振動控制技術(shù)現(xiàn)狀與進展[J]. 陳章位,于慧君.  振動與沖擊. 2009(03)
[6]基于擴展型準牛頓優(yōu)化算法的單軸正弦掃頻振動控制[J]. 楊志東,叢大成,韓俊偉,李洪人.  振動與沖擊. 2008(03)
[7]微振動對空間實驗室微重力環(huán)境的影響研究[J]. 鄧峰巖,和興鎖,張娟,李亮,董曉芳.  振動與沖擊. 2005(03)



本文編號：3592284