磁懸浮慣性穩(wěn)定平臺(tái)控制技術(shù)研究.pdf

1、為了滿足我國(guó)高分辨率對(duì)地觀測(cè)的需要，研制具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高精度航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)的需求日益迫切。近年來(lái)，基于磁懸浮技術(shù)的慣性穩(wěn)定平臺(tái)受到了人們的關(guān)注。由于磁懸浮軸承的低振動(dòng)、無(wú)摩擦和大力質(zhì)比等特性，有望進(jìn)一步提高慣性穩(wěn)定平臺(tái)的穩(wěn)定精度。論文以磁懸浮慣性穩(wěn)定平臺(tái)二級(jí)穩(wěn)定系統(tǒng)為研究對(duì)象，從動(dòng)力學(xué)建模，磁懸浮系統(tǒng)控制與實(shí)驗(yàn)，框架系統(tǒng)摩擦補(bǔ)償與實(shí)驗(yàn)，二級(jí)系統(tǒng)耦合分析與控制策略和二級(jí)穩(wěn)定系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方法等五個(gè)方面，對(duì)磁懸浮慣性穩(wěn)定平臺(tái)控制

2、技術(shù)展開(kāi)研究。
　　根據(jù)磁懸浮慣性穩(wěn)定平臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，采用Newton-Euler方法，對(duì)磁懸浮慣性穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)整體建立了非線性動(dòng)力學(xué)模型，并根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化得到線性的簡(jiǎn)化模型，用于控制器的設(shè)計(jì)和性能分析。
　　在大負(fù)載磁懸浮系統(tǒng)控制技術(shù)研究方面，提出了大負(fù)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(diǎn)懸浮和徑向懸浮實(shí)驗(yàn)的快速控制原型系統(tǒng)，并對(duì)控制方法進(jìn)行

3、了驗(yàn)證。
　　在框架穩(wěn)定系統(tǒng)的摩擦補(bǔ)償技術(shù)研究方面，提出了改進(jìn)Karnopp摩擦補(bǔ)償方法及其參數(shù)辨識(shí)方法，建立了基于DSP的框架系統(tǒng)在線辨識(shí)實(shí)驗(yàn)方法，并對(duì)摩擦補(bǔ)償方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　對(duì)磁懸浮和框架組成的二級(jí)系統(tǒng)的協(xié)同控制策略和耦合效應(yīng)進(jìn)行了深入的分析，提出了磁懸浮二級(jí)穩(wěn)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)有效性的三個(gè)性能約束條件，在此基礎(chǔ)上揭示了磁懸浮傾斜位移負(fù)剛度的耦合作用機(jī)理，分系統(tǒng)性能對(duì)整體性能的意義以及粗精兩級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比的選取原則，并提