【摘 要】
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随着科学技术的进步与发展,人类对航天器的性能和精度的要求越来越高。以前的刚性航天器已经不能满足当代的需求,当代的航天器带有天线、太阳能电池板等大型挠性附件。挠性附
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随着科学技术的进步与发展,人类对航天器的性能和精度的要求越来越高。以前的刚性航天器已经不能满足当代的需求,当代的航天器带有天线、太阳能电池板等大型挠性附件。挠性附件的运动会产生低频的微振动,这些微振动会影响航天器上高精度仪器的性能与精度。对于航天器上的微振动,一般采用的是多自由度的隔振方法;对于低频的振动,一般采用的是主动隔振控制。本文采用Stewart平台作为隔振平台。采用主动隔振控制方法,对挠性航天器上的高精度仪器进行隔振控制。本文主要做了以下几个方面的研究:采用牛顿-欧拉法得到的平台动力学模型,将音圈电机作为隔振平台的执行机构。根据当前科技的发展以及平台的工作环境和平台本身的特性,做出了两个合理的假设,通过假设简化了隔振平台的动力学模型以及音圈电机的电压平衡方程,为本文控制器的设计提供了有效的数学模型。考虑理想的音圈电机的情况,即其电压平衡方程没有干扰和不确定性,音圈电机能够提供理想的驱动力。在平台的干扰上界存在时,针对上界已知和未知的情况,设计主动隔振控制器。利用滑模控制对外界扰动和系统不确定性鲁棒性强的优点,设计滑模主动隔振控制器;利用自适应算法对干扰的上界进行估计,设计自适应滑模隔振控制器。最后通过仿真验证设计的控制器的控制性能。在音圈电机的电压平衡方程中加入不确定项和干扰项,将简化后的平台动力学模型和音圈电机电压平衡方程整合成一个增广的动力学方程。当外界干扰上界已知时,结合反步法和滑模控制,设计反步滑模隔振控制器。当外界干扰上界未知时,结合自适应算法,在反步滑模隔振控制器的基础上设计自适应反步滑模隔振控制器,最后通过仿真验证了所设计的两个控制器的控制性能。
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