基于PWM的挠性航天器分力合成主动振动抑制方法 被引量：3

1

作者 张建英 刘暾 郑立伟 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期66-72,共7页

分力合成主动振动抑制方法可以有效抑制挠性振动.其利用几个相同或相似的随时间变化的分力,按一定的规律沿时间轴排列合成为合力作为系统输入,此合力可以在保证完成规定刚体运动的同时抑制掉指定的任意阶振动谐波.对于使用常幅值力矩喷... 分力合成主动振动抑制方法可以有效抑制挠性振动.其利用几个相同或相似的随时间变化的分力,按一定的规律沿时间轴排列合成为合力作为系统输入,此合力可以在保证完成规定刚体运动的同时抑制掉指定的任意阶振动谐波.对于使用常幅值力矩喷气执行机构的航天器,应用脉宽调制(PWM)技术将符合分力合成方法的时间最优机动控制指令变化为常幅值力矩形式,设计出常幅值的时间最优大角度机动策略.数值仿真结果证实了方法的有效性. 展开更多

关键词 挠性结构 分力合成主动振动抑制方法 大角度机动 脉宽调制技术

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星载大型反射面天线主动振动抑制建模分析方法 被引量：3

2

作者 葛东明 邹元杰 +1 位作者 史纪鑫 邓润然 《航天器环境工程》 2017年第6期593-597,共5页

为研究抑制星载大型反射面天线的在轨振动,文章给出一种基于压电材料的天线臂主动振动抑制建模分析方法。该方法基于整星刚柔耦合动力学模型,通过将压电材料的应力等价为内力矩,应变等价为位移差分,获得卫星动力学、振动抑制与姿态控制... 为研究抑制星载大型反射面天线的在轨振动,文章给出一种基于压电材料的天线臂主动振动抑制建模分析方法。该方法基于整星刚柔耦合动力学模型,通过将压电材料的应力等价为内力矩,应变等价为位移差分,获得卫星动力学、振动抑制与姿态控制的解析式耦合计算模型,进而预测振动抑制后的天线振动传递特性和响应。以某带大型反射面天线的卫星为例,分别从压电材料布局和计算边界条件角度给出主动振动抑制的时域、频域分析结果,并进行对比。分析结果表明:文章所提出的方法能够实现压电材料在天线臂上的布局优化以及获知天线臂主动振动抑制效果。 展开更多

关键词 卫星 大型反射面天线 在轨振动 主动振动抑制 仿真分析

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挠性结构的分力合成主动振动抑制方法研究 被引量：6

3

作者 陕晋军 刘暾 《上海航天》 2001年第6期28-37,共10页

针对当代航天器的大挠性特点和挠性附件的振动常影响航天器的姿态控制精度和指向精度的问题 ,全面分析了一种挠性结构的主动振动抑制方法———分力合成方法。分力合成方法的具体应用以若干个定理的形式加以总结。为了提高方法在工程实... 针对当代航天器的大挠性特点和挠性附件的振动常影响航天器的姿态控制精度和指向精度的问题 ,全面分析了一种挠性结构的主动振动抑制方法———分力合成方法。分力合成方法的具体应用以若干个定理的形式加以总结。为了提高方法在工程实践中应用的可行性 ,又提出了改善方法对参数变动鲁棒性的定理并得到了严格的数学证明。数值仿真和地面试验进一步验证了该方法的有效性和简便性。 展开更多

关键词 挠性结构 地面试验 主动振动抑制 分力合成方法 鲁棒性 航天器 姿态控制

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挠性航天器姿态机动和主动振动抑制控制

4

作者 张立尧 焦晓红 《四川兵工学报》 CAS 2012年第1期4-8,18,共6页

针对挠性航天器姿态机动控制和主动振动抑制问题,提出一种具有干扰抑制的自适应输出反馈机动主动振动抑制控制器设计方法。首先,利用挠性附件固有物理特性构造了一种结构简单的开环模态观测器,然后以此获得的模态估计信息及可测量的姿... 针对挠性航天器姿态机动控制和主动振动抑制问题,提出一种具有干扰抑制的自适应输出反馈机动主动振动抑制控制器设计方法。首先,利用挠性附件固有物理特性构造了一种结构简单的开环模态观测器,然后以此获得的模态估计信息及可测量的姿态四元数和角速度信息,基于自适应反步设计方法进行反馈控制器设计。设计中无需忽略挠性附件和中心刚体的耦合,且挠性模态振动抑制效果明显,保证了闭环系统在参数不确定存在和外部干扰作用下的姿态稳定鲁棒性,对外部干扰力矩具有L2增益抑制性能。通过理论证明和仿真研究证明了所设计控制器的有效性和可行性。 展开更多

关键词 挠性航天器 姿态机动 主动振动抑制 模态观测器 自适应反步技术

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基于自适应模糊观测器的挠性航天器主动振动抑制方法研究 被引量：5

5

作者 蔡鹏 王庆超 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期890-894,952,共6页

针对一类挠性航天器的柔性附件主动振动抑制问题,提出了自适应模糊观测器及变结构反馈控制律的设计方法。所设计的观测器是一种非线性广义Luenberger自适应观测器,采用模糊系统逼近非线性函数,并不需要引入航天器本体姿态信息,结构简单... 针对一类挠性航天器的柔性附件主动振动抑制问题,提出了自适应模糊观测器及变结构反馈控制律的设计方法。所设计的观测器是一种非线性广义Luenberger自适应观测器,采用模糊系统逼近非线性函数,并不需要引入航天器本体姿态信息,结构简单。最后通过数字仿真验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 主动振动抑制 模糊系统 状态观测器 自适应

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大型挠性天线的主动振动抑制与相对位置控制 被引量：1

6

作者 冯骁 汤亮 +2 位作者 关新 郝仁剑 张科备 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2022年第4期17-26,共10页

在微波遥感卫星上应用长基线的雷达干涉仪需要对大型挠性天线进行快速的主动振动抑制与高精度相对位置控制,传统的星体姿态控制和阻尼机构已无法满足任务的快速性和高精度要求.提出一种以高精度相对位姿测量相机为传感器、以高带宽执行... 在微波遥感卫星上应用长基线的雷达干涉仪需要对大型挠性天线进行快速的主动振动抑制与高精度相对位置控制,传统的星体姿态控制和阻尼机构已无法满足任务的快速性和高精度要求.提出一种以高精度相对位姿测量相机为传感器、以高带宽执行的主动指向超静平台为执行机构的主动振动抑制与相对位置控制系统,开展了动力学建模、控制器设计和数学、物理仿真试验研究.该系统中相机测量天线末端的位移,而主动指向超静平台在天线的根部施加控制作用,因此控制回路具有异位控制的特点.为此,提出了一种能够实现天线载荷主动振动抑制和位置控制的控制器,其能够为天线的一阶挠性模态提供阻尼作用,同时保持高阶模态的稳定.控制器具有积分控制+结构滤波器的形式,也可被解释比例-积分-微分控制器+低通滤波器.在该控制器的基础上,进一步设计了星体-载荷两级控制回路.通过数学仿真和全物理仿真试验对设计的控制系统在主动振动抑制和位置控制任务中的有效性进行了考核,仿真和试验结果表明,提出的控制方案和控制器能够将大型挠性天线的振动衰减时间缩短1~2个数量级,并为天线载荷提供快速、精确的位置调节能力. 展开更多

关键词 挠性航天器 主动振动抑制 主动指向超静平台 异位控制 全物理仿真试验

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斯特林制冷机自适应主动振动抑制算法研究 被引量：4

7

作者 李娟 周吉 《真空与低温》 2018年第4期283-286,共4页

空间机械制冷机产生的振动会影响空间探测仪器对探测目标的分辨率和定位精度,是制约制冷机空间应用的一个关键因素。为了降低斯特林制冷机在应用中产生的振动,将自适应主动振动抑制算法引入到系统中。分析了目前采用的主动振动抑制算法... 空间机械制冷机产生的振动会影响空间探测仪器对探测目标的分辨率和定位精度,是制约制冷机空间应用的一个关键因素。为了降低斯特林制冷机在应用中产生的振动,将自适应主动振动抑制算法引入到系统中。分析了目前采用的主动振动抑制算法的原理和优缺点,表明该方法依赖于减振制动器传递函数,因而稳定性、收敛性受传递函数误差的制约。基于延迟补偿修正filter-X结构和仿射投影算法提出了自适应主动振动抑制系统,该系统由控制器、振动传感器组成。仿真结果显示,相比于常用的控制方法,摆脱了减振器传递函数误差影响的制约,稳定性、收敛性和鲁棒性更好。 展开更多

关键词 斯特林制冷机 自适应滤波 主动振动抑制 仿射投影算法

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柔性空间机器人基于关节柔性补偿控制器与虚拟力概念的模糊全局滑模控制及振动主动抑制 被引量：17

8

作者 梁捷 陈力 梁频 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第18期62-70,共9页

空间机器人系统的柔性主要体现在空间机器人的臂杆和连接各臂杆之间的铰关节;由于空间机器人系统结构的复杂性,以往研究人员对同时具有柔性关节和柔性臂的系统关注不够;为此讨论了参数不确定情况下柔性关节、柔性臂空间机器人系统的动... 空间机器人系统的柔性主要体现在空间机器人的臂杆和连接各臂杆之间的铰关节;由于空间机器人系统结构的复杂性,以往研究人员对同时具有柔性关节和柔性臂的系统关注不够;为此讨论了参数不确定情况下柔性关节、柔性臂空间机器人系统的动力学模拟、运动控制方案设计和以及臂、关节双重柔性振动的分阶主动抑制问题。依据线动量、角动量守恒关系并基于拉格朗日方程、线性扭转弹簧及假设模态法推导了系统动力学模型;以此为基础;针对空间机器人实际应用中各关节铰具有较强柔性的情况,引入了关节柔性补偿控制器并结合奇异摄动技术将整个系统分解成独立时间尺度的电机力矩动力子系统和柔性臂子系统;针对电机力矩动力子系统,设计了力矩微分反馈控制器来抑制关节柔性引起的系统弹性振动;针对柔性臂子系统,提出了一种基于虚拟力概念的自适应模糊全局滑模控制方案,由于运用了虚拟力的概念,从而通过仅设计一个控制输入就可达到既跟踪期望轨迹又抑制柔性臂柔性振动的控制目标。计算机数值仿真对比实验证实了该方法的可靠性和有效性。 展开更多

关键词 柔性关节柔性臂空间机器人 关节柔性补偿控制器 虚拟控制力 全局滑模控制 双柔性振动分阶主动抑制

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基座弹性影响下空间机械臂的轨迹跟踪控制及弹性振动主动抑制 被引量：2

9

作者 元波 陈力 《力学与实践》 北大核心 2014年第5期598-603,共6页

讨论了基座存在弹性情况下,载体位置无控、姿态受控的漂浮基空间机械臂惯性空间轨迹跟踪控制及基座弹性振动主动抑制问题.由系统位置几何关系及动量守恒关系,建立了系统运动Jacobi关系;之后利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系建立... 讨论了基座存在弹性情况下,载体位置无控、姿态受控的漂浮基空间机械臂惯性空间轨迹跟踪控制及基座弹性振动主动抑制问题.由系统位置几何关系及动量守恒关系,建立了系统运动Jacobi关系;之后利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系建立了系统动力学方程.基于奇异摄动理论的两种时间尺度假设,将该方程分解为描写系统刚性运动的慢变子系统与描写系统弹性振动的快变子系统.对慢变子系统设计了基于计算力矩法的轨迹跟踪控制器;对于快变子系统则设计了线性二次最优控制方案.数值仿真证实了提出的控制方法的有效性. 展开更多

关键词 漂浮基空间机械臂 基座弹性影响 奇异摄动法 轨迹跟踪控制 弹性振动主动抑制

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绳系太阳能发电卫星姿态机动的主动振动控制 被引量：11

10

作者 周荻 范继祥 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期605-611,共7页

针对绳系太阳能发电卫星大角度回转机动时太阳能板的振动抑制问题,提出了主姿态控制和基于绳中张力的主动振动控制技术相结合的复合控制方法。建立了绳系太阳能发电卫星系统的动力学方程,并基于任务函数控制算法设计了主控制器保证卫星... 针对绳系太阳能发电卫星大角度回转机动时太阳能板的振动抑制问题,提出了主姿态控制和基于绳中张力的主动振动控制技术相结合的复合控制方法。建立了绳系太阳能发电卫星系统的动力学方程,并基于任务函数控制算法设计了主控制器保证卫星姿态的渐近稳定和挠性结构振动的衰减性;考虑到绳的非线性特性,基于任务函数控制算法设计了绳系卫星系统的主动振动抑制辅助控制器来抑制挠性结构的振动。设计的同时证明了系统的稳定性。将该方法应用于绳系卫星的大角度单轴回转机动的仿真研究,结果表明:该方法不仅能够使绳系卫星完成姿态机动,而且能够有效地抑制太阳能板的振动。 展开更多

关键词 绳系太阳能发电卫星 主动振动抑制 回转机动 复合控制

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挠性航天器姿态机动的主动振动控制 被引量：2

11

作者 马广富 胡庆雷 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期603-607,共5页

针对挠性航天器三轴姿态同时机动时太阳帆板的振动抑制问题,提出了采用压电智能元件作为致动器的主动振动控制方法,基于Lagrangian方法和四元数参数化建立了航天器姿态动力学和运动学模型.利用航天器姿态控制问题固有的无源性,设计了一... 针对挠性航天器三轴姿态同时机动时太阳帆板的振动抑制问题,提出了采用压电智能元件作为致动器的主动振动控制方法,基于Lagrangian方法和四元数参数化建立了航天器姿态动力学和运动学模型.利用航天器姿态控制问题固有的无源性,设计了一种仅利用姿态四元数而无需以角速度测量、挠性变形位移及速率测量作为反馈的控制规律,使得在大角度姿态机动的同时能有效地抑制太阳帆板的振动;基于Lyapunov方法证明了设计的动态控制器能够保证姿态的渐近稳定性和模态振动的衰减性.将该方法的控制效果与PD控制方法进行了比较,仿真验证了所给出的控制方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 挠性航天器 姿态动力学 姿态机动 主动振动抑制

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一种主动抑制太阳帆板挠性振动的控制策略研究 被引量：4

12

作者 施桂国 朱庆华 张子龙 《上海航天》 2016年第3期61-66,共6页

为提升高分辨率遥感卫星姿态控制精度,对主动抑制太阳帆板挠性振动的控制策略进行了研究。建立了由卫星平台、步进电机和太阳帆板组成的系统耦合动力学模型,分析了该模型的频率和阻尼比耦合特性。基于输入成型技术零极点对消的抑制振动... 为提升高分辨率遥感卫星姿态控制精度,对主动抑制太阳帆板挠性振动的控制策略进行了研究。建立了由卫星平台、步进电机和太阳帆板组成的系统耦合动力学模型,分析了该模型的频率和阻尼比耦合特性。基于输入成型技术零极点对消的抑制振动原理,提出了对帆板原始转速指令进行整型并补偿电机定位转矩的控制策略:根据获得的系统各阶振动频率和阻尼比,设计各模态ZVD输入成型器,所有成型器卷积成综合成型器,原始帆板转速指令先输入综合成型器再输入电机以抑制各模态振动。数学仿真验证了该策略的原理可行性,表明控制策略能有效抑制帆板的挠性振动,且对设计参数误差和模型参数变化具较强的鲁棒性,有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 高分辨率遥感卫星 太阳帆板驱动 姿态控制 主动抑制挠性振动 输入成型 步进电机 定位转矩补偿 卷积

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基于重复自抗扰控制的索网天线振动抑制

13

作者 董雨桐 王文豪 +1 位作者 马小飞 刘磊 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2023年第1期109-118,共10页

为解决索网天线在轨运行过程中的振动抑制问题,提出一种基于重复自抗扰复合控制器的主动振动控制方法。首先,使用有限元法建立天线型面的振动动力学模型,基于模态截断的方法对动力学模型进行降阶并转化为状态空间方程的形式。然后,基于... 为解决索网天线在轨运行过程中的振动抑制问题,提出一种基于重复自抗扰复合控制器的主动振动控制方法。首先,使用有限元法建立天线型面的振动动力学模型,基于模态截断的方法对动力学模型进行降阶并转化为状态空间方程的形式。然后,基于能量最小化准则,使用遗传算法对传感器/作动器的位置进行优化。最后,设计了基于线性自抗扰控制的天线型面振动主动抑制算法,并在此基础上设计前馈重复控制算法,通过对反馈控制周期性误差的学习,提高控制器抑制周期性扰动的能力。仿真结果表明,相比无控状态时,所提出的控制方法可将型面扰动降低97.0%,振动抑制效果优于PID控制器。所设计的控制方法为天线型面的振动控制提供了一种新的技术手段。 展开更多

关键词 天线型面 遗传算法 线性自抗扰控制(LADRC) 重复控制 主动振动抑制

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帆板驱动微振动对卫星的影响与对策 被引量：7

14

作者 周伟敏 张子龙 +1 位作者 施桂国 朱庆华 《噪声与振动控制》 CSCD 2014年第2期59-62,88,共5页

基于帆板驱动机构精确建模,对帆板及其驱动带来的影响进行分析;在分析帆板驱动特性的基础上,给出了微振动测试数据及其分析结果;并以某卫星为例给出了帆板驱动控制时微振动对姿态的影响,提出了频率约束和振动主动抑制控制相结合的解决... 基于帆板驱动机构精确建模,对帆板及其驱动带来的影响进行分析;在分析帆板驱动特性的基础上,给出了微振动测试数据及其分析结果;并以某卫星为例给出了帆板驱动控制时微振动对姿态的影响,提出了频率约束和振动主动抑制控制相结合的解决措施及验证结果。 展开更多

关键词 振动与波 帆板驱动机构 微振动 频谱分布 主动振动抑制

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高速电主轴轴向振动研究 被引量：14

15

作者 陈小安 张朋 +1 位作者 合烨 刘俊峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第20期70-74,90,共6页

针对高速电主轴轴向振动直接影响立式加工件品质高低问题,用有限元法建立高速电主轴转子-轴承动力学模型,分析系统固有特性。轴向一阶固有振型为转子刚体振动振形,固有频率远低于一阶径向振动,理论计算固有频率结果与实验结果误差较小;... 针对高速电主轴轴向振动直接影响立式加工件品质高低问题,用有限元法建立高速电主轴转子-轴承动力学模型,分析系统固有特性。轴向一阶固有振型为转子刚体振动振形,固有频率远低于一阶径向振动,理论计算固有频率结果与实验结果误差较小;据线性二次型最优控制理论对高速电主轴轴向振动的主动抑制进行理论分析,设计输出反馈控制系统,建立闭环动力学模型。实例计算结果表明,闭环系统能有效抑制高速电主轴轴向振动。 展开更多

关键词 高速电主轴 动力学 转子轴向振动 振动主动抑制

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应用分力合成方法提高系统性能指标的研究 被引量：1

16

作者 陕晋军 刘暾 +1 位作者 齐乃明 赵宝山 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期14-20,60,共8页

提出了将柔性结构的分力合成主动振动抑制方法和反馈控制律结合使用来提高柔性结构控制系统性能指标的方法。应用该方法仅需要知道闭环系统及柔性振动的频率及阻尼 ,而且可以同时抑制任意多个振动模态 (包括控制器引起的振动、柔性振动... 提出了将柔性结构的分力合成主动振动抑制方法和反馈控制律结合使用来提高柔性结构控制系统性能指标的方法。应用该方法仅需要知道闭环系统及柔性振动的频率及阻尼 ,而且可以同时抑制任意多个振动模态 (包括控制器引起的振动、柔性振动及其他形式的振动 )。分力合成方法对频率及阻尼的不确定性具有较强的鲁棒性 ,使该方法易于工程实现。文章针对单柔性杆 ,将分力合成主动振动抑制方法和反馈控制相结合 ,设计了不同形式的大角度机动控制律 。 展开更多

关键词 分力合成 主动振动抑制方法 反馈控制 数值仿真 柔性结构 航天工程

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基于分力合成方法的航天器闭环反馈控制 被引量：2

17

作者 张建英 刘暾 郑立伟 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期384-388,共5页

为了增强分力合成主动振动抑制方法抵抗外界干扰的能力,将分力合成方法与闭环反馈控制相结合同时进行设计.用非约束模态级数方法建立解耦的姿态动力学方程和挠性附件振动方程,通过选取合适的反馈量,在设计闭环反馈参数时将挠性附件的振... 为了增强分力合成主动振动抑制方法抵抗外界干扰的能力,将分力合成方法与闭环反馈控制相结合同时进行设计.用非约束模态级数方法建立解耦的姿态动力学方程和挠性附件振动方程,通过选取合适的反馈量,在设计闭环反馈参数时将挠性附件的振动和分力合成方法同时加入到约束条件中,得到最佳性能解.通过对单挠性杆模型的仿真,在满足系统各项性能指标的条件下,调整时间较分步设计方法明显减少,证明本文方法的有效性. 展开更多

关键词 同时设计方法 挠性振动 分力合成主动振动抑制方法 闭环反馈控制

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自适应挠性航天器姿态非线性控制

18

作者 周成宝 李世兴 +1 位作者 班晓军 任敬伟 《兵器装备工程学报》 2025年第4期235-242,309,共9页

针对未知系统扰动与惯性参数下挠性航天器姿态跟踪控制和耦合挠性附件振动抑制问题,提出了一种自适应动态面滑模非线性姿态跟踪控制算法和一种自适应非线性主动振动抑制方法。姿态控制算法采用动态面控制技术,避免了复杂的微分运算,结... 针对未知系统扰动与惯性参数下挠性航天器姿态跟踪控制和耦合挠性附件振动抑制问题,提出了一种自适应动态面滑模非线性姿态跟踪控制算法和一种自适应非线性主动振动抑制方法。姿态控制算法采用动态面控制技术,避免了复杂的微分运算,结合自适应控制和滑模控制,自适应估计未知的惯性参数和系统扰动上界,对系统扰动进行控制;振动抑制方法利用自适应控制,对非线性抑制算法的未知参数进行自适应处理,实现主动振动控制。Lyapunov稳定性分析证明了控制方案的可行性。仿真结果表明:该方案在小于30 s的时间内完成了姿态跟踪过程,需要的最大姿态控制输入不到8 N·m,迅速衰减了引起的振动。所提控制策略能够完成高质量的姿态控制和振动抑制性能,具有较好的适应性。 展开更多

关键词 挠性航天器 自适应控制 动态面控制 滑模控制 主动振动抑制

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