撓性附件模擬器控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著世界航天技術(shù)的日益發(fā)展，世界上經(jīng)濟科技實力雄厚的國家都將太空看作一塊資源必爭之地。太空資源的爭奪是一場沒有硝煙的戰(zhàn)爭。航天器的發(fā)射次數(shù)和頻率也隨之變得更高。航天器的負責程度也隨之變高，這對于航天器的控制提出了很高的要求。驗證控制算法，進行仿真實驗無疑變得越來越重要。本文探討的是航天器地面物理仿真系統(tǒng)中一個重要的環(huán)節(jié)，研制一種可以模擬撓性附件的設(shè)備。
　　本文首先在緒論部分討論了撓性附件模擬器課題的來源和意義。并探討了我國和世界

2、各國在撓性衛(wèi)星地面物理仿真方面的技術(shù)和理論進展，從而印證了研制該設(shè)備的必要性和重要性。在介紹了撓性附件模擬器的整體結(jié)構(gòu)功能之后，通過對帶有撓性附件模擬器的衛(wèi)星氣浮平臺進行動力學建模，對比帶有撓性附件的衛(wèi)星航天動力學模型，在理論上驗證兩個系統(tǒng)模型的等價性。從而在理論上驗證了撓性附件模擬器的可行性。
　　然后，選取一個自由度的主動梁為研究對象，對帶有擺動式音圈電機的主動梁模型進行系統(tǒng)建模。在分析了擺動式音圈電機的原理和特點之后對其進行

3、了建模；在對主動梁進行了模態(tài)分析之后建立了主動梁的力矩控制模型。結(jié)合了音圈電機的模型和主動梁的模型組成了整個系統(tǒng)的模型。
　　在得到了主動梁系統(tǒng)模型之后，討論控制器的設(shè)計。本文中采用滑模變結(jié)構(gòu)控制器，針對滑模變結(jié)構(gòu)控制具有較強魯棒性的特點，通過MATLAB仿真基于不同的趨近律的滑模控制器，驗證驗證系統(tǒng)對于干擾信號的抗干擾性。
　　最后對撓性附件模擬器控制系統(tǒng)進行了硬件部分和軟件部分的設(shè)計。硬件包括擺動式音圈電機、嵌入式工控機