论文部分内容阅读
运载火箭在推进剂加注过程中塔架会打开,箭体受风载影响发生动态摆动。因此,为了降低箭体所受作用力,提高推进剂在加注过程中的安全可靠性,适应运载火箭快速发射的发展趋势,有必要研究一种自动对接连接器系统,实时探测箭体加注活门空间位置信息,实现对箭体动态摆动的主动跟踪。首先,对运载火箭自动对接连接器系统进行了系统方案设计,包括：执行系统、信号探测系统、控制系统。执行系统选用具有三个平移自由度的3-(2PSS)机构,由液压缸提供驱动力,并对液压系统进行设计；信号探测系统采用双2D激光位移传感器三维定位方案；控制系统完成了各硬件电路以及软件程序的设计,针对传统PID控制器的缺陷,分析并设计了模糊PID控制器,对控制参数进行实时调整。同时,对自动对接连接器系统中液压伺服位置控制系统进行了简化,并建立了各环节的数学模型。其次,设计了双2D激光位移传感器三维定位方案,包括方案论证、方案实现原理以及传感器的选型。并通过箭体加注活门横、纵坐标探测模拟试验,箭体加注活门轴、纵坐标探测模拟试验两个试验,验证了信号探测方案的可行性。最后,分析了对接与跟踪随动过程中箭体的运动状况,得到了跟踪随动过程中三个液压缸活塞杆的位移曲线,以确定系统仿真时的跟踪信号。然后在Matlab/Simulink环境下分别建立了系统的PID控制器及模糊PID控制器的仿真模型,并对两种模型进行了阶跃信号、正弦信号的响应分析。仿真结果表明采用模糊PID控制器具有更好的动态响应特性及鲁棒性,同时具有较高的跟踪精度。