全箭隔振器气动主动控制研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaocai_01
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与卫星在轨运行时的振动环境相比,卫星发射过程中的振动环境恶劣得多."全箭隔振"技术是在运载火箭和卫星之间采用隔振器,隔离发射过程中传递到卫星上的振动载荷.采用被动隔振方法,可以有效降低高频的振动传递率,但是在降低共振频率峰值和降低高频传递率之间存在矛盾.采用主动控制可以降低共振频率峰值,但不会对高频振动传递率产生影响.该文采用主被动相结合的隔振方法,着重探讨了气动隔振器主动控制的控制器设计,并进行了实验研究.该文首先介绍了气动隔振系统的总体结构及工作原理,分析了隔振系统被动隔振特性,在此基础上建立了主被动相结合气动隔振系统.根据隔振系统结构,该文采用串级双环(压力内环和隔振外环)控制方法来实现主动隔振控制,建立了气腔压力控制系统模型及空气弹簧主动隔振系统模型,针对隔振对象的名义模型,设计隔振系统控制器.仿真结果表明,主动控制可以有效削减了谐振频率处传递率幅值.考虑到隔振对象模型的不确定性,该文又采用H<,∞>鲁棒控制方法设计控制器,对比了传统的PID控制方法和H<,∞>鲁棒控制方法的隔振性能.仿真和实验结果表明采用H<,∞>鲁棒控制方法在隔振对象模型具有一定程度不确定性情况下,鲁棒控制可以使闭环系统仍能保持稳定,并保持一定的隔振性能.基于前面工作的理论分析和实验研究,最后研究了对卫星真实模型的主动控制,通过分析主动控制的隔振效果,讨论了气动主动控制在实际工程中的应用.
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