低重力模擬系統(tǒng)控制算法研究.pdf

1、隨著航天技術(shù)的進(jìn)步，星球探測器將起到越來越重要的作用。在星球探測器發(fā)射前利用低重力模擬系統(tǒng)對其進(jìn)行地面驗(yàn)證是必不可少的環(huán)節(jié)。本課題來源于承接的某航天院所科研項(xiàng)目，受“中國博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目”(20090460903)和“黑龍江省博士后基金”(LRB08-585)的支持，主要內(nèi)容是理論設(shè)計(jì)上述所用系統(tǒng)中的恒拉力控制系統(tǒng)。
　　恒拉力控制系統(tǒng)作為地面驗(yàn)證試驗(yàn)的核心部件之一，要求驅(qū)動部件在探測器受到地面擾動時能夠始終提供恒定的拉力抵

2、消重力，完成對于星面低重力環(huán)境的模擬。該系統(tǒng)的最基本要求就是在給定擾動信號輸入下系統(tǒng)輸出拉力誤差在指標(biāo)范圍內(nèi)。本文首先概括了國內(nèi)外多個類似系統(tǒng)的特點(diǎn)并進(jìn)行了簡要分析，然后根據(jù)恒拉力系統(tǒng)的性能指標(biāo)，確定了驅(qū)動部件和整體系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)方案，在此基礎(chǔ)上建立了整個系統(tǒng)的理想模型，并對系統(tǒng)模型的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。
　　系統(tǒng)的驅(qū)動采用的是力矩電機(jī)，吊索加緩沖機(jī)構(gòu)的方案，因此電機(jī)參數(shù)以及吊索振動特性等對指標(biāo)的影響較大。本文通過力矩電機(jī)的數(shù)學(xué)模型概

3、括了電機(jī)參數(shù)對系統(tǒng)指標(biāo)的影響，對吊索的橫振和縱振引起的拉力波動進(jìn)行了初步探索，并對引入的緩沖機(jī)構(gòu)的建模和分析。實(shí)際電動伺服系統(tǒng)的傳動部件和電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量以及負(fù)載重量都較大，而且實(shí)際吊索存在撓性，本文分析了多個規(guī)格吊索材料的橫振和縱振頻率的基頻，按照最佳傳動比設(shè)計(jì)原則對系統(tǒng)的傳動比選取提供了參考。對機(jī)電伺服系統(tǒng)機(jī)械諧振問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，并對常見抑制措施進(jìn)行了總結(jié)和對比。
　　根據(jù)卵石地面功率譜密度，我們對地面位置干擾的進(jìn)行了