磁懸浮慣性穩(wěn)定平臺控制技術(shù)研究.pdf

1、為了滿足我國高分辨率對地觀測的需要，研制具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高精度航空遙感慣性穩(wěn)定平臺的需求日益迫切。近年來，基于磁懸浮技術(shù)的慣性穩(wěn)定平臺受到了人們的關(guān)注。由于磁懸浮軸承的低振動、無摩擦和大力質(zhì)比等特性，有望進一步提高慣性穩(wěn)定平臺的穩(wěn)定精度。論文以磁懸浮慣性穩(wěn)定平臺二級穩(wěn)定系統(tǒng)為研究對象，從動力學(xué)建模，磁懸浮系統(tǒng)控制與實驗，框架系統(tǒng)摩擦補償與實驗，二級系統(tǒng)耦合分析與控制策略和二級穩(wěn)定系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方法等五個方面，對磁懸浮慣性穩(wěn)定平臺控制

2、技術(shù)展開研究。
　　根據(jù)磁懸浮慣性穩(wěn)定平臺的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，采用Newton-Euler方法，對磁懸浮慣性穩(wěn)定平臺系統(tǒng)整體建立了非線性動力學(xué)模型，并根據(jù)系統(tǒng)的動力學(xué)模型進行簡化得到線性的簡化模型，用于控制器的設(shè)計和性能分析。
　　在大負載磁懸浮系統(tǒng)控制技術(shù)研究方面，提出了大負載軸向磁懸浮系統(tǒng)的分步調(diào)參調(diào)試方法，超前滯后控制方法，建立了基于PXI/FPGA系統(tǒng)的軸向多點懸浮和徑向懸浮實驗的快速控制原型系統(tǒng)，并對控制方法進行

3、了驗證。
　　在框架穩(wěn)定系統(tǒng)的摩擦補償技術(shù)研究方面，提出了改進Karnopp摩擦補償方法及其參數(shù)辨識方法，建立了基于DSP的框架系統(tǒng)在線辨識實驗方法，并對摩擦補償方法進行了實驗驗證。
　　對磁懸浮和框架組成的二級系統(tǒng)的協(xié)同控制策略和耦合效應(yīng)進行了深入的分析，提出了磁懸浮二級穩(wěn)定系統(tǒng)設(shè)計有效性的三個性能約束條件，在此基礎(chǔ)上揭示了磁懸浮傾斜位移負剛度的耦合作用機理，分系統(tǒng)性能對整體性能的意義以及粗精兩級轉(zhuǎn)動慣量比的選取原則，并提