恒張力裝置跟蹤性能研究.pdf

1、地面空間零重力環(huán)境模擬隨著航空技術(shù)的發(fā)展日益重要，航天器在地面空間模擬的零重力環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，能最大限度的降低航天科研成本，提高航天設(shè)備的綜合性能，保證航天設(shè)備升空后性能指標(biāo)滿足要求，保障航天器在太空的正常飛行。恒張力裝置應(yīng)用于地面空間零重力環(huán)境模擬，裝置通過無摩擦氣缸-活塞輸出恒定張力平衡工件重力，通過跟蹤機(jī)構(gòu)延長(zhǎng)無摩擦氣缸-活塞輸出力作用行程。論文主要研究重點(diǎn)為恒張力裝置中跟蹤系統(tǒng)在大行程、可變速度和加速度的情況下的跟蹤性能。

2、>　　為解決無摩擦氣缸-活塞行程短的問題，采用通過伺服電機(jī)跟蹤控制虛擬延長(zhǎng)無摩擦氣缸-活塞行程的方法，缸體跟蹤活塞運(yùn)動(dòng)，達(dá)到在大行程范圍內(nèi)輸出恒張力的效果。為降低因氣壓波動(dòng)及跟蹤部件質(zhì)量慣性的影響，使用電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生電磁力補(bǔ)償氣壓力，驅(qū)使控制恒張力穩(wěn)定輸出。論文的主要內(nèi)容和研究成果如下:
　　1.總結(jié)了地面空間零重力環(huán)境模擬方法和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及恒張力控制方法和應(yīng)用領(lǐng)域。
　　2.闡述了單套恒張力裝置組成與工作原理，做出了恒

3、張力裝置中通過伺服電機(jī)跟蹤的方式虛擬延長(zhǎng)張力作用行程的方案。詳細(xì)分析了電磁力補(bǔ)償設(shè)計(jì)原因和和技術(shù)指標(biāo)。
　　3.闡明了跟蹤控制的原因及控制原理，分析跟蹤控制算法，對(duì)跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析與仿真，通過實(shí)際機(jī)構(gòu)具體參數(shù)為計(jì)算依據(jù)，考慮匹配電機(jī)慣量、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、跟蹤速度、功率等因素選擇合適的伺服電機(jī)型號(hào)。
　　4.給出了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，控制板卡根據(jù)其模塊功能分層設(shè)計(jì)。詳細(xì)描述了每一層控制板卡的功能，制作出PCB電路板卡，設(shè)計(jì)出