發(fā)布時(shí)間：2017-07-16 17:08

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【摘要】：精密光學(xué)成像設(shè)備主動(dòng)隔振系統(tǒng)是高分辨率遙感衛(wèi)星可靠工作的重要保障,它通過(guò)施加主動(dòng)控制的方式來(lái)隔離星載設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的微振動(dòng)。本論文依托民航預(yù)研項(xiàng)目子課題,面向?qū)嶋H工程的應(yīng)用需求,對(duì)衛(wèi)星成像設(shè)備主動(dòng)隔振系統(tǒng)的控制器進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā),主要從控制器主控單元和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)單元的硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)展開(kāi)工作,旨在通過(guò)設(shè)計(jì)高性能控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)的有效隔離。本文以六自由度Stewart平臺(tái)主動(dòng)隔振系統(tǒng)為控制對(duì)象,對(duì)隔振器的機(jī)械結(jié)構(gòu)和壓電陶瓷執(zhí)行器的機(jī)電轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行了論述,探究了多自由度積分力反饋解耦控制方法,分析了控制器硬件設(shè)計(jì)需求,提出了由主控單元和驅(qū)動(dòng)單元組成的控制器總體結(jié)構(gòu)方案。主控單元采用高性能ARM微控制器為核心,通過(guò)外部擴(kuò)展多通道信號(hào)采集模塊和高精度模擬輸出模塊的方式,實(shí)現(xiàn)隔振系統(tǒng)傳感器數(shù)據(jù)的采集和執(zhí)行器控制信號(hào)的輸出,針對(duì)主控單元復(fù)雜的數(shù)模混合電路,進(jìn)行了印制電路板的抗干擾設(shè)計(jì)研究。驅(qū)動(dòng)單元采用基于電壓反饋控制的高壓運(yùn)放式直流放大壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)方案,構(gòu)建了具備低紋波輸出的復(fù)合放大電路和針對(duì)容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)的IGBT半橋快速充放電回路,使驅(qū)動(dòng)單元具備輸出精度高、負(fù)載能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)特性好等特點(diǎn)。搭建了主動(dòng)隔振系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái),采用本文設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行主動(dòng)隔振控制,通過(guò)LMS測(cè)試系統(tǒng)從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面對(duì)隔振性能進(jìn)行分析,測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了控制器的可行性。
【關(guān)鍵詞】：衛(wèi)星隔振 Stewart平臺(tái) 控制器 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng) 硬件設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V441;TB535
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 課題來(lái)源8
• 1.2 課題的背景和意義8-9
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.4 論文章節(jié)安排14-15
• 2 隔振系統(tǒng)總體控制方案15-23
• 2.1 主動(dòng)隔振系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)15-18
• 2.2 主動(dòng)隔振控制方法探究18-20
• 2.3 控制器總體設(shè)計(jì)方案20-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 3 主控單元設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)23-35
• 3.1 主控單元結(jié)構(gòu)組成23-24
• 3.2 主控單元硬件實(shí)現(xiàn)方案24-32
• 3.3 數(shù)模混合電路抗干擾分析32-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 驅(qū)動(dòng)單元設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)35-49
• 4.1 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)方案分析35-37
• 4.2 驅(qū)動(dòng)單元硬件實(shí)現(xiàn)方案37-44
• 4.3 驅(qū)動(dòng)單元測(cè)試實(shí)驗(yàn)44-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 5 實(shí)驗(yàn)與控制效果分析49-54
• 5.1 主動(dòng)隔振測(cè)試實(shí)驗(yàn)原理49-50
• 5.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建50-51
• 5.3 隔振測(cè)試與效果分析51-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 6 總結(jié)與展望54-56
• 6.1 本文總結(jié)54
• 6.2 課題展望54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-59

【相似文獻(xiàn)】

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