【摘 要】
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在轨运行的航天飞行器和国际空间站为空间微重力科学实验提供了低重力加速度的环境。然而,航天飞行器和国际空间站受到的各类空间扰动严重影响了空间科学实验的结果。高微重
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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在轨运行的航天飞行器和国际空间站为空间微重力科学实验提供了低重力加速度的环境。然而,航天飞行器和国际空间站受到的各类空间扰动严重影响了空间科学实验的结果。高微重力平台主动振动隔离系统能够为空间科学实验载荷提供必要的振动隔离,改善空间平台上的微重力加速度水平。因此,有效地设计隔振系统控制器,并通过仿真试验验证控制器性能,使隔振系统具备要求的隔振能力,这对空间科学实验研究具有重要意义。
本文在分析比较国外主要微重力隔振技术特点的基础上,选择了一种冗余磁悬浮主动隔振方案。建立了隔振系统线性化的动力学模型,并通过与非线性模型以及与实际系统的动态特性比较验证了线性模型的合理性。进行了隔振控制系统传感器组件选型,选择了洛伦兹力原理的磁悬浮激励器,对系统采用的位移和加速度双回路控制工作原理进行了说明,给出了位移和加速度的确定算法。将六自由度系统状态解耦以后对单自由度独立设计PID控制器,通过对控制器数学仿真分析和原理样机地面测试验证了控制器设计的有效性。分析了隔振系统激励器分配优化的需求,建立激励器分配电流计算模型,进行了激励器分配优化设计,并通过仿真分析和地面测试验证了优化设计的合理性。
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