吊索式低重力模擬器控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、吊索式低重力模擬系統(tǒng)的作用是在航天器升空之前對其進行測試，良好的測試可以有效地保證被測試裝置在惡劣的工作環(huán)境下可以穩(wěn)定工作。實驗室傳統(tǒng)的吊索式低重力模擬器采用的是電機彈簧擺桿等組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，維護不方便。本文針對這些問題，采用了新的實現(xiàn)方式，設(shè)計了基于磁粉離合器的新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并建立了系統(tǒng)的動力模型，針對實際系統(tǒng)中存在著參數(shù)不確定性和擾動，設(shè)計了具有魯棒性能的控制器。
　　首先，文章對低重力模擬器對航天事業(yè)發(fā)展的研究意義

2、進行了探討，并對其多種多樣的實現(xiàn)方式和國內(nèi)外吊索式低重力模擬器的研究現(xiàn)狀進行了分析。論文第二章首先比較了三種可行的吊索式低重力模擬系統(tǒng)實現(xiàn)方案的優(yōu)缺點，并最終提出了采用磁粉離合器實現(xiàn)低重力模擬器的實現(xiàn)方式。之后對磁粉離合器的工作原理，性能，優(yōu)缺點進行了深入研究，論證了方案的可行性，并對磁粉離合器傳遞函數(shù)和選取原則等進行了闡述，最后設(shè)計了系統(tǒng)的總體構(gòu)成結(jié)構(gòu)。
　　其次，第三章首先分析了磁粉離合器和電機的控制模型，根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，

3、建立了系統(tǒng)的動力學(xué)模型。之后，分析了磁粉離合器在系統(tǒng)中的作用，驗證了其可以在一定程度上減小地面加速度干擾對系統(tǒng)的影響。最后根據(jù)系統(tǒng)的特性對模型進行了簡化。
　　最后，針對實際系統(tǒng)中存在著參數(shù)不確定性和擾動，設(shè)計了魯棒H?控制器。首先對系統(tǒng)的不確定性問題分析了其產(chǎn)生原因及處理方式，建立了廣義被控對象模型，并設(shè)計了性能加權(quán)函數(shù)，之后利用Matlab魯棒工具箱中的函數(shù)編程生成了滿足要求的控制器。最后對設(shè)計的控制器進行了仿真驗證，證明了其