Hexapod多自由度微激励系统的振动时域波形控制

发布时间：2022-01-16 08:22

　　Hexapod多自由度微激励系统常用于航天器有效载荷在轨微振动环境的模拟,但采用现有控制方法无法精确稳定跟踪低频正弦加速度,这是由于系统耦合度高、非线性在低频段较强,被控对象相位滞后过大造成的.针对此问题,基于传统离线迭代控制方法,提出一种复合超前校正、多倍频陷波滤波器的改进离线迭代控制方法.其中,离线迭代进行补偿控制,超前校正进一步补偿系统相位,多倍频陷波滤波器去除非线性干扰.跟踪低频定频正弦加速度的实验结果表明,对比传统离线迭代控制方法,改进方法收敛快、控制精度高;对比现有自适应正弦振动控制方法,改进方法将符合精度要求的加速度控制频带下限由14. 5 Hz扩宽至8 Hz.实验结果验证了所提方法的有效性. 

【文章来源】：空间控制技术与应用. 2020,46(02)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

Hexapod构型振动台

图2为现有基于Hexapod多自由度微激励系统的高频自适应正弦振动控制方法[6](accADC)，是一种实时前馈控制．借助系统辨识获得系统逆模型Z(f)，并串联此逆模型实现解耦，然后基于自适应控制器，完成对广义控制对象H(f)Z(f)的加速度振动控制．由于系统耦合、铰链间隙等非线性因素造成辨识模型H^(f)不同于实际系统模型，用乘法不确定度ΔH(f)表示模型误差，则实际激励系统模型为

采用上述高频自适应正弦振动控制方法，以20 Hz为起点，逆向扫频，X向正弦扫频响应信号如图3所示．由图3可知，14.5～20 Hz控制精度高，响应的幅值误差范围在1～2 mg，时域误差小于20%，满足精度要求．14.5 Hz之后响应波动剧烈，超调严重．由频率范围为13.93～13.95 Hz的响应放大图也可知，随着频率减小，响应不断变大，误差也不断变大．自适应控制变得不稳定，并最终在13.5 Hz发散，无法继续稳定精确地跟踪低频正弦加速度信号．此时，满足精度要求的加速度控制频带下限为14.5 Hz.从而采用图4基于位移反馈的自适应正弦振动控制方法[7]继续跟踪低频加速度．上平台六自由度加速度期望信号位置反解得各作动腿位移指令r(t)，然后基于自适应控制器和超前校正环节得到作动腿的驱动信号，完成微激励系统的位移振动控制，由加速度传感器采集数据获得各自由度的加速度响应．

【参考文献】：
期刊论文
[1]遥感卫星在轨微振动测量数据分析[J]. 王光远,周东强,赵煜.  宇航学报. 2015(03)
[2]小型航天器微振动主动控制平台建模与仿真[J]. 王云峰,程伟.  振动与冲击. 2013(22)
[3]“海洋二号”卫星主动段、自由飞行段力学环境测量与分析[J]. 赵煜,周东强.  航天器环境工程. 2012(04)
[4]高精度航天器微振动力学环境分析[J]. 张振华,杨雷,庞世伟.  航天器环境工程. 2009(06)
[5]振动控制技术现状与进展[J]. 陈章位,于慧君.  振动与冲击. 2009(03)
[6]基于扩展型准牛顿优化算法的单轴正弦扫频振动控制[J]. 杨志东,丛大成,韩俊伟,李洪人.  振动与冲击. 2008(03)
[7]微振动对空间实验室微重力环境的影响研究[J]. 邓峰岩,和兴锁,张娟,李亮,董晓芳.  振动与冲击. 2005(03)



本文编号：3592284