【摘 要】
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航天技术越来越成为衡量一个国家科技实力的硬性指标,用途也很广泛,然而在卫星实际工作环境中,存在很多扰动源,对卫星本体的调姿精度造成影响。Stewart隔振平台的应用会有效降低扰动源对卫星本体工作精度的影响。隔振是提高高分辨率遥感卫星超精密指向能力的直接有效途径。Stewart平台拥有六个支腿,是具有六个自由度的并联机构,具有精度高、承重力强等特点,是目前收到广泛研究隔振系统之一。目前,应用Stew
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航天技术越来越成为衡量一个国家科技实力的硬性指标,用途也很广泛,然而在卫星实际工作环境中,存在很多扰动源,对卫星本体的调姿精度造成影响。Stewart隔振平台的应用会有效降低扰动源对卫星本体工作精度的影响。隔振是提高高分辨率遥感卫星超精密指向能力的直接有效途径。Stewart平台拥有六个支腿,是具有六个自由度的并联机构,具有精度高、承重力强等特点,是目前收到广泛研究隔振系统之一。目前,应用Stewart隔振平台进行低频隔振的研究很少,对Stewart隔振平台的控制姿态角的传递率缺乏分析,值得我们进一步研究。本文以被动隔振应用为研究目的,考虑了 Stewart平台支腿质量、转动惯量及基台运动,分别针对二/三参数模型的隔振平台,在惯性坐标系下建立了动力学方程,并将不同参数固有频率分布及传递率曲线进行了分析。同时推导了刚体姿态动力学方程和姿态参数。首先,基于空间一般刚体动力学方程,在惯性系坐标下考虑支腿质量与惯性特性,同时考虑基台受到位移激励的情况,建立Stewart隔振平台的动力学方程,并且对隔振平台的固有频率做出了分析。其次,为了研究外力矩对姿态角控制的影响,设计了新的Stewart隔振平台模型,并建立了动力学方程,进行泰勒展开,分离出非线性项和高次项,对线性系统的运动特性进行了分析。最后,采用线性二次型调节器LQR控制律,对系统进行控制,利用Matlab中的Simulink模块建立了控制系统的模型,进行仿真模拟,对不同参数下的姿态控制效率进行了对比。
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