大型射电望远镜馈源指向系统的控制、优化与实验
发布时间：2021-04-24 14:17
针对新一代大射电望远镜馈源支撑结构的特点,主要研究了舱索结构粗调系统的主动控制,舱内Stewart精调平台的动力学分析与优化,以及粗—精两级动力学耦合与复合控制问题。完成的主要工作和取得的研究结论归纳如下:1.针对舱索结构的大柔性、变结构、以及多输入多输出的特点,建立了粗调系统的控制模型,推导了六根大跨度柔索输入与输出间关系矩阵的递推公式,提出了基于神经网络的一步向前自适应控制策略与方法。将该方法应用于LT50 m模型的实际实验中,取得了满意的试验结果,验证了策略与方法的可行性、有效性。2.针对舱索系统的惯性主要集中在馈源舱上的特点,基于牛顿欧拉方程建立了馈源舱动力学模型,将模型误差视为外部对馈源舱的扰动,提出了具有多输入多输出和强鲁棒性自抗扰滑模控制算器,得到了馈源舱非稳态模型下各悬索的控制拉力,数值计算结果说明了该方法的有效性和合理性。3.针对复杂系统动力学方程的解不能显示表达,导致控制与结构设计同步优化时参数敏度分析困难这一问题,通过建立适当的控制器,将对复杂动力学方程的敏度分析转化为对简单线性方程的敏度分析,并以6自由度的Stewart平台为例,介绍了控制与结构设计同步优化的过...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
第一章 绪论
1.1 新一代大射电望远镜背景
1.2 主要技术指标
1.3 悬索馈源支撑系统缩比模型
1.4 本文的主要工作
第二章 舱索系统稳态模型
2.1 悬索结构的数学与力学描述
2.2 悬索馈源舱支撑结构的静力分析
2.3 悬索舱体平衡位置求解
小结
第三章 舱索系统的控制
3.1 引言
3.2 舱索系统的控制模型
3.3 提前一步 MIMO 自适应控制
3.4 舱索运动系统实验研究
3.5 馈源舱的动力学模型
3.6 自抗扰滑模控制器
3.7 数值仿真
小结
第四章 Stewart 平台控制与结构设计的同步优化
4.1 引言
4.2 运动学性能优化目标函数的确立
4.3 Stewart 平台动力学方程及控制性能目标函数
4.4 Stewart 平台控制与结构设计的同步优化
4.5 仿真计算
小结
第五章 柔性支撑下 Stewart 平台动力学模型
5.1 引言
5.2 铰节点运动学模型
5.3 支腿的逆运动学方程
5.4 支腿的逆动力学方程
5.5 Stewart 动平台动力学模型
5.6 悬挂舱索系统和 Stewart 平台混合动力学方程
5.7 数值计算
小结
第六章 柔性支撑下Stewart 平台的振动控制
6.1 引言
6.2 馈源支撑结构的控制策略
6.3 测量点的运动状态方程
∞滤波器"> 6.4 H∞滤波器
6.5 模型验证
6.6 柔性支撑 Stewart 平台的振动控制
6.7 数值仿真
小结
第七章 总结与展望
致谢
参考文献
在读期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型相控阵天线结构与调整机构一体化设计[J]. 胡乃岗,保宏,连培园,宗亚雳,周金柱. 机械工程学报. 2015(01)
[2]大型相控阵天线结构保型设计研究[J]. 保宏,冷国俊,段学超,杜敬利,钟剑锋. 计算力学学报. 2013(03)
[3]大型相控阵雷达高维离散变量拓扑优化[J]. 冷国俊,保宏,杜敬利,钟剑锋,魏玉卿. 机械工程学报. 2013(03)
博士论文
[1]基于非概率模型的天线结构稳健与机电集成优化设计[D]. 胡乃岗.西安电子科技大学 2018
[2]大型天线反射面保型与机电综合优化设计[D]. 冷国俊.西安电子科技大学 2012
[3]超大型天线馈源指向跟踪系统的力学分析及控制研究[D]. 訾斌.西安电子科技大学 2007
硕士论文
[1]基于绳索驱动的仿下颌运动机构设计与分析[D]. 任杰.大连理工大学 2019
[2]四索牵引并联机器人的动力学分析与振动控制[D]. 金小琳.西安电子科技大学 2018
[3]四索驱动并联机构控制系统设计与轨迹跟踪实验研究[D]. 武云飞.西安理工大学 2017
[4]柔索式紧耦合多机器人吊运系统建模和稳定性分析[D]. 王砚麟.兰州交通大学 2017
[5]大型重载吊装并联柔索机器人构型优化设计研究[D]. 肖童星.东北大学 2017
[6]刚柔混联下肢康复机器人绳索力优化及柔顺性控制研究[D]. 张松.哈尔滨工程大学 2016
[7]柔索驱动并联机器人的建模与控制[D]. 李冉.太原科技大学 2015
[8]大型柔索牵引并联机器人动力学建模研究[D]. 杨海晓.西安电子科技大学 2014
[9]LT50m模型馈源定位二、三级子系统控制软件设计与实验[D]. 李笃.西安电子科技大学 2014
[10]大型相控阵雷达天线阵面保型优化设计[D]. 徐文华.西安电子科技大学 2014
本文编号：3157510
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
第一章 绪论
1.1 新一代大射电望远镜背景
1.2 主要技术指标
1.3 悬索馈源支撑系统缩比模型
1.4 本文的主要工作
第二章 舱索系统稳态模型
2.1 悬索结构的数学与力学描述
2.2 悬索馈源舱支撑结构的静力分析
2.3 悬索舱体平衡位置求解
小结
第三章 舱索系统的控制
3.1 引言
3.2 舱索系统的控制模型
3.3 提前一步 MIMO 自适应控制
3.4 舱索运动系统实验研究
3.5 馈源舱的动力学模型
3.6 自抗扰滑模控制器
3.7 数值仿真
小结
第四章 Stewart 平台控制与结构设计的同步优化
4.1 引言
4.2 运动学性能优化目标函数的确立
4.3 Stewart 平台动力学方程及控制性能目标函数
4.4 Stewart 平台控制与结构设计的同步优化
4.5 仿真计算
小结
第五章 柔性支撑下 Stewart 平台动力学模型
5.1 引言
5.2 铰节点运动学模型
5.3 支腿的逆运动学方程
5.4 支腿的逆动力学方程
5.5 Stewart 动平台动力学模型
5.6 悬挂舱索系统和 Stewart 平台混合动力学方程
5.7 数值计算
小结
第六章 柔性支撑下Stewart 平台的振动控制
6.1 引言
6.2 馈源支撑结构的控制策略
6.3 测量点的运动状态方程
∞滤波器"> 6.4 H∞滤波器
6.5 模型验证
6.6 柔性支撑 Stewart 平台的振动控制
6.7 数值仿真
小结
第七章 总结与展望
致谢
参考文献
在读期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型相控阵天线结构与调整机构一体化设计[J]. 胡乃岗,保宏,连培园,宗亚雳,周金柱. 机械工程学报. 2015(01)
[2]大型相控阵天线结构保型设计研究[J]. 保宏,冷国俊,段学超,杜敬利,钟剑锋. 计算力学学报. 2013(03)
[3]大型相控阵雷达高维离散变量拓扑优化[J]. 冷国俊,保宏,杜敬利,钟剑锋,魏玉卿. 机械工程学报. 2013(03)
博士论文
[1]基于非概率模型的天线结构稳健与机电集成优化设计[D]. 胡乃岗.西安电子科技大学 2018
[2]大型天线反射面保型与机电综合优化设计[D]. 冷国俊.西安电子科技大学 2012
[3]超大型天线馈源指向跟踪系统的力学分析及控制研究[D]. 訾斌.西安电子科技大学 2007
硕士论文
[1]基于绳索驱动的仿下颌运动机构设计与分析[D]. 任杰.大连理工大学 2019
[2]四索牵引并联机器人的动力学分析与振动控制[D]. 金小琳.西安电子科技大学 2018
[3]四索驱动并联机构控制系统设计与轨迹跟踪实验研究[D]. 武云飞.西安理工大学 2017
[4]柔索式紧耦合多机器人吊运系统建模和稳定性分析[D]. 王砚麟.兰州交通大学 2017
[5]大型重载吊装并联柔索机器人构型优化设计研究[D]. 肖童星.东北大学 2017
[6]刚柔混联下肢康复机器人绳索力优化及柔顺性控制研究[D]. 张松.哈尔滨工程大学 2016
[7]柔索驱动并联机器人的建模与控制[D]. 李冉.太原科技大学 2015
[8]大型柔索牵引并联机器人动力学建模研究[D]. 杨海晓.西安电子科技大学 2014
[9]LT50m模型馈源定位二、三级子系统控制软件设计与实验[D]. 李笃.西安电子科技大学 2014
[10]大型相控阵雷达天线阵面保型优化设计[D]. 徐文华.西安电子科技大学 2014
本文编号：3157510
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/tianwen/3157510.html
