本文關(guān)鍵詞：火箭推進劑加注裝置優(yōu)化設(shè)計與阻抗控制研究

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【摘要】：火箭推進劑的加注是火箭發(fā)射前至關(guān)重要的準備環(huán)節(jié)。由于推進劑具有劇毒和強烈的腐蝕性,其加注工作要求嚴格且風(fēng)險大危險性高,所以實現(xiàn)推進劑加注的無人化和自動化不僅有助于提高加注效率而且可以大大降低操作人員的危險性。火箭在發(fā)射準備時,會受到風(fēng)力等外界因素的影響而產(chǎn)生無規(guī)律的自由運動,所以在設(shè)計火箭推進劑加注裝置時,不僅要求要具有各自由度運動能力,還應(yīng)具有一定的柔順性,這樣才不會在箭體活門接口處產(chǎn)生過大的接觸力或力矩,對箭體造成損傷。因此本課題需要研究Stewart平臺的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,以使系統(tǒng)功率最小降低運行成本;研究位置伺服系統(tǒng)的特性,以盡可能拓展位置環(huán)頻寬;研究力控制系統(tǒng)的特性,以使保證系統(tǒng)穩(wěn)定且有符合期望的接觸力。為使設(shè)計出符合要求的Stewart平臺,本文以使系統(tǒng)功率最小為目標函數(shù),用遺傳算法對平臺進行優(yōu)化設(shè)計,并對優(yōu)化結(jié)構(gòu)進行驗證。對液壓動力機構(gòu)進行設(shè)計后,建立了平臺的位置伺服系統(tǒng)控制模型,并采用動壓反饋的方法提高單通道的阻尼比,提高了位置環(huán)的各自由度頻寬。在位置環(huán)的基礎(chǔ)上,采用阻抗控制策略建立力環(huán)控制系統(tǒng),并分析了其穩(wěn)定性及影響因素。由于經(jīng)典阻抗控制器,在環(huán)境參數(shù)未知的情況下,對力跟蹤的快速性和準確性不是很好。本文依據(jù)Lyapunov穩(wěn)定性定理,設(shè)計出基于反饋力誤差的環(huán)境在線參數(shù)估計器,并找到了Lyapunov能量函數(shù),推導(dǎo)出該控制器參數(shù)的調(diào)整規(guī)律,并分析了其穩(wěn)定性。最后,對兩種控制策略進行了相同條件下的多自由度柔順控制聯(lián)合仿真,證明了環(huán)境在線參數(shù)估計策略良好的力控制性能。
【關(guān)鍵詞】：結(jié)構(gòu)優(yōu)化 阻抗控制 環(huán)境參數(shù)在線估計 多自由度柔順力控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V43
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 課題來源及研究目的和意義9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 課題研究目的和意義9-10
• 1.2 Stewart平臺研究概況及應(yīng)用10-13
• 1.2.1 Stewart平臺的研究概況10
• 1.2.2 Stewart平臺的應(yīng)用10-13
• 1.3 Stewart平臺的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究13-14
• 1.4 機器人柔順控制研究概況14-18
• 1.4.1 經(jīng)典控制策略14-16
• 1.4.2 現(xiàn)代控制策略16-17
• 1.4.3 智能控制策略17-18
• 1.5 機器人柔順控制研究的關(guān)鍵問題18
• 1.6 本文研究的主要內(nèi)容18-20
• 第2章 火箭推進劑加注裝置的總體設(shè)計20-37
• 2.1 引言20
• 2.2 火箭推進劑加注裝置系統(tǒng)的總體方案20-21
• 2.2.1 火箭推進劑加注裝置系統(tǒng)概述20-21
• 2.3 火箭推進劑加注裝置Stewart平臺的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計21-36
• 2.3.1 Stewart平臺的設(shè)計指標與要求21-22
• 2.3.2 Stewart平臺優(yōu)化設(shè)計的理論基礎(chǔ)22-27
• 2.3.3 Stewart平臺的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計27-34
• 2.3.4 優(yōu)化結(jié)果分析34-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第3章 火箭推進劑加注裝置控制系統(tǒng)分析37-56
• 3.1 引言37
• 3.2 火箭推進劑加注裝置控制系統(tǒng)模型37-55
• 3.2.1 位置控制系統(tǒng)建模與性能分析37-42
• 3.2.2 力控制系統(tǒng)設(shè)計與分析42-49
• 3.2.3 環(huán)境參數(shù)未知時平臺的力控制分析與仿真49-55
• 3.3 本章小結(jié)55-56
• 第4章 火箭推進劑加注裝置力控制仿真56-73
• 4.1 引言56
• 4.2 系統(tǒng)柔順力控制聯(lián)合仿真56-72
• 4.2.1 動態(tài)對接過程力控制仿真56-61
• 4.2.2 多自由度柔順力跟蹤仿真61-72
• 4.3 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻75-81
• 致謝81-82
• 簡歷82

【參考文獻】

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本文編號：572734