智能空間剛架擾動抑制研究.pdf

1、隨著空間光學技術的迅猛發(fā)展以及我國不斷在空間探索上取得斐然的成績，研究人員對于空間望遠鏡傳遞穩(wěn)定影像的精度要求也越來越高?？臻g望遠鏡在太空中的運動會受到諸多擾動，尤以低頻擾動最為明顯，支撐剛架隨之而產(chǎn)生低頻振動，導致望遠鏡成像不穩(wěn)定。此外，由于空間望遠鏡的主光路安裝在支撐架上，支撐架的抗干擾能力將直接決定主光路的穩(wěn)定。因此，本文針對空間望遠鏡的支撐剛架進行相關的擾動抑制研究，以期傳遞高精度影像。
　　本文基于壓電主動桿設計出智能空

2、間望遠鏡支撐剛架結構，采用有限元方法和模態(tài)分析法建立了系統(tǒng)的動力學模型，進而得到相應的傳遞函數(shù)。由于空間剛架是一個高階系統(tǒng)，采用模態(tài)截斷的方法實現(xiàn)系統(tǒng)的模型降階，以便于后續(xù)的分析和控制器的設計。
　　為驗證模態(tài)降階的合理性和有效性，基于原系統(tǒng)頻響數(shù)據(jù)采用矢量擬合辨識算法對降階系統(tǒng)進行辨識研究，辨識出固有頻率、阻尼比等模態(tài)參數(shù)并由此得到降階系統(tǒng)的頻響函數(shù)。仿真結果驗證了矢量擬合辨識模態(tài)參數(shù)的準確性，并分別在頻域和時域上驗證了降階模型

3、的合理性和有效性。
　　針對降階系統(tǒng)模型采用自抗擾控制算法，將系統(tǒng)受到的未知擾動以及建模過程中的不確定性視為總擾動，實現(xiàn)對總擾動的實時估計和補償。在仿真中對比控制前后節(jié)點的位移響應，以此說明了所提算法的有效性。
　　為解決非線性狀態(tài)誤差反饋控制律中參數(shù)的整定問題，引入模糊控制算法實現(xiàn)參數(shù)的在線自整定，針對智能剛架系統(tǒng)設計出一種新型復合控制器，即模糊自抗擾控制器，它通過模糊邏輯推理自適應地實現(xiàn)參數(shù)的整定。進一步運用輸入輸出穩(wěn)定