整星多维隔振机构及其半主动控制研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunyanjun03
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在卫星发射过程中,卫星受到的各种振动和载荷会大大地降低卫星发射的成功率。因此,为了改善卫星发射过程中所承受的环境载荷,需要对卫星进行隔振。本文以卫星多维隔振为研究背景,研究了基于并联机构的六自由度多维隔振系统。  针对卫星在发射过程中所受到的振动,提出了一款6CPS/UPS的六维隔振机构。对机构进行了详细的运动学分析,并采用虚功原理建立了隔振机构的动力学模型。  从动力学方程推导出隔振机构的传递函数及复频响应函数。通过复频响应函数画出36个幅频图。对这36幅图进行隔振效果分析获得了10个振动耦合项。最后,通过分析10个振动耦合项的加速度传递率随阻尼系数及刚度系数的变化,确定了磁流变阻尼器的阻尼系数范围及弹簧的刚度系数范围。  对隔振机构进行了结构与振动控制一体化优化。结构参数优化的目标函数为隔振机构前六阶固有频率之和。控制器优化的目标函数为隔振系统闭环传递函数的H∞范数。通过遗传算法把这两者结合起来,对隔振机构进行了结构与振动控制一体化优化。通过优化,提高了隔振机构的整体性能。  通过动力学方程建立了隔振机构的状态空间方程,基于状态空间方程完成了H∞最优控制器的设计和磁流变阻尼器的半主动控制器设计。通过MATLAB与ADAMS软件对隔振机构进行了机电一体化联合仿真。从仿真效果可以看出,主动控制与半主动控制都能有效地抑制上平台的振动。
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