智能空間剛架擾動(dòng)抑制研究.pdf

1、隨著空間光學(xué)技術(shù)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(duì)于空間望遠(yuǎn)鏡傳遞穩(wěn)定影像的精度要求也越來越高。空間望遠(yuǎn)鏡在太空中的運(yùn)動(dòng)會(huì)受到諸多擾動(dòng)，尤以低頻擾動(dòng)最為明顯，支撐剛架隨之而產(chǎn)生低頻振動(dòng)，導(dǎo)致望遠(yuǎn)鏡成像不穩(wěn)定。此外，由于空間望遠(yuǎn)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(duì)空間望遠(yuǎn)鏡的支撐剛架進(jìn)行相關(guān)的擾動(dòng)抑制研究，以期傳遞高精度影像。
　　本文基于壓電主動(dòng)桿設(shè)計(jì)出智能空

2、間望遠(yuǎn)鏡支撐剛架結(jié)構(gòu)，采用有限元方法和模態(tài)分析法建立了系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)而得到相應(yīng)的傳遞函數(shù)。由于空間剛架是一個(gè)高階系統(tǒng)，采用模態(tài)截?cái)嗟姆椒▽?shí)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(shè)計(jì)。
　　為驗(yàn)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(shí)算法對(duì)降階系統(tǒng)進(jìn)行辨識(shí)研究，辨識(shí)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(jié)果驗(yàn)證了矢量擬合辨識(shí)模態(tài)參數(shù)的準(zhǔn)確性，并分別在頻域和時(shí)域上驗(yàn)證了降階模型

3、的合理性和有效性。
　　針對(duì)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(dòng)以及建模過程中的不確定性視為總擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)總擾動(dòng)的實(shí)時(shí)估計(jì)和補(bǔ)償。在仿真中對(duì)比控制前后節(jié)點(diǎn)的位移響應(yīng)，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(shí)現(xiàn)參數(shù)的在線自整定，針對(duì)智能剛架系統(tǒng)設(shè)計(jì)出一種新型復(fù)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(yīng)地實(shí)現(xiàn)參數(shù)的整定。進(jìn)一步運(yùn)用輸入輸出穩(wěn)定