航天器有效载荷、天线驱动模拟器及试验台设计

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1、国内图书分类号：TP273+.5学校代码：10213国际图书分类号：621.3.072.2密级：公开工程硕士学位论文航天器有效载荷、天线驱动模拟器及试验台设计硕士研究生：姚雪锋导师：陈兴林教授申请学位：工程硕士学科、专业：航天工程所在单位：中国人民解放军96365部队答辩日期：2010年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TP273+.5U.D.C.：621.3.072.2DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNSOFTHEUSEFULLOADOFTHESPACECRAFT，THEAER

2、IALMOTIONSIMULATORANDTESTPLATFORMCandidate：YaoXuefengSupervisor：Prof.ChenXingLinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：AstronauticsEngineeringAffiliation：96365PLAtroopsDateofDefense：December,2010Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要航天器的挠性

3、附件、液体晃动和有效载荷、天线等的运动对其高精度定姿和稳定性带来了较大的影响。本文利用单轴气浮仿真试验台、有效载荷运动模拟器和天线运动模拟器构建了航天器运动模拟系统，研究了模拟试验系统的系统结构组成以及运动控制的软硬件，最后加以工程实现。本文首先设计了气浮台、有效载荷运动模拟器和天线运动模拟器结构，选择了主要元器件，并搭建了试验系统，实现对航天器上载荷和天线的运动模拟。对运动模拟器进行了建模和分析，建立了二轴转台形式的伺服被控对象模型，设计了控制系统的速度环和位置环，并根据要求，提出了带前馈的复合控制结构。针对运动模拟器的非线性模型，根据滑模控制的原理设计了基于指数趋近律的

4、滑模控制器，消除被控对象的过程噪声和传感器噪声；克服了运动模拟器中电机摩擦力矩等带来死区、饱和等非线性环节的影响。最后设计了上位机、下位机结合智能伺服控制卡和模拟控制卡的三级控制方案，实现了模拟试验系统控制器的软硬件设计。三级控制结构所采用的数字控制卡实现伺服控制，大大提高了保证了控制系统的控制精度、实时性和可靠性。目前，本文的理论和电路都已投入使用，并通过用户验收，取得了良好的应用效果。关键词：气浮台；运动模拟器；转台；滑模控制--I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThemotionoftheflexibleaccessories,theliquid,the

5、usefulloadandtheaerialetc.highlyeffecthighprecisionandstabilityofthespacecraft.Thesingleaxisair-floatingplatform，theusefulloadmotionsimulatorandtheaerialmotionsimulatorareusedtobuildthemotionsimulatingsystemofthespacecraft.Theprincipleaswellasstructureofthesimulationsystemandthesoftwareand

6、hardwareofthemotioncontrolisinvolvedinthispaper.First，thestructureoftheair-floatingplatform，theusefulloadmotionsimulatorandtheaerialmotionsimulatoraredesigned.Themaincomponentsareconsidered,thetestsystemisachievedandthemotionoftheloadandtheaerialissimulated.Secondly,themotionsimulatorismod

7、eledandanalysed，thedouble-axisturntablemodelisbuilt.Accordingtothenonlinearmodelofthemotionsimulator,theslidingmodecontrolsystemisraisedtoremovethenoiseduringcontrolandthenoiseofthesensor.Theslidingmodecontrolerbasedontheindexlawisdesignedtoovercometheeffectof