整星隔振主动控制研究
与卫星在轨运行时的振动环境相比,卫星发射过程中的振动环境恶劣得多,卫星的结构设计主要就是为了满足发射过程中的振动环境。整星隔振技术的目的在于改善卫星在主动阶段承受的动力学环境，这样不仅可以提高卫星发射的可靠性,降低风险,还可以搭载更多设备，减少成本。本文以整星隔振主动控制为背景，研究了立方体构造隔振平台，设计了六轴隔振平台的控制律。具体工作如下： 首先，针对整星隔振的主动控制，本文设计了基于Stewart平台的六自由度隔振器，推导了立方体构造的Stewart平台一般的运动学与动力学模型。分析了理想Stewart平台的闭环特性。研究了检波器与压电作动器两者的性能，建立了5阶的数学模型，为控制器设计提供了理论基础。 其次，分析了被动控制与主动控制各自的优缺点：被动隔振可靠性高，但一旦设计不能更改，而且不能折衷共振超调与高频段振动衰减之间的关系；主动隔振在低频段隔振效果良好，并且保持了高频段的振动衰减。研究了主动隔振的几种反馈方式，比较了sky-hook阻尼控制，积分力反馈以及速度反馈。主动隔振器的性能也依赖于运载火箭的刚度，因而运载火箭的刚度也成为整星隔振系统重要的设计参数。 最后，对六轴隔振平台的控制器设计进行了研究。根据奇异值特性分析，考虑到在性能要求频率段六输入六输出之间的耦合很小，多输入多输出行为类似于单输入单输出系统，从而设计了超前校正，以及陷波滤波器设计。为提高鲁棒性，设计了H∞控制器。仿真结果验证了控制器的隔振减振效果。
整星隔振技术;主动控制;动力学模型;Stewart平台
哈尔滨工业大学
硕士
飞行器设计
王本利
2007
中文
V413;V525
74
2013-03-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）