卫星成像设备主动隔振系统的控制器开发

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1、分类号学号M201370622学校代码10487密级硕士学位论文卫星成像设备主动隔振系统的控制器开发学位申请人：梁世江学科专业：机械工程指导教师：曾理湛副教授答辩日期：2015年05月14日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDevelopmentofControllerinActiveVibrationIsolationSystemforImagingEquipmentonSatelliteCandidate：LiangShijiangMajor

2、：MechanicalEngineeringSupervisor：Assoc.Prof.ZengLizhanHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay14,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权

3、使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要精密光学成像设备主动隔振系统是高分辨率遥感卫星可靠工作的重要保障，它通过施加主动控制的方式来隔离星载设备正常运转所产生的微振动。本论文依托民航

4、预研项目子课题，面向实际工程的应用需求，对卫星成像设备主动隔振系统的控制器进行研究和开发，主要从控制器主控单元和压电陶瓷驱动单元的硬件设计和实验展开工作，旨在通过设计高性能控制器实现对振动的有效隔离。本文以六自由度Stewart平台主动隔振系统为控制对象，对隔振器的机械结构和压电陶瓷执行器的机电转换模型进行了论述，探究了多自由度积分力反馈解耦控制方法，分析了控制器硬件设计需求，提出了由主控单元和驱动单元组成的控制器总体结构方案。主控单元采用高性能ARM微控制器为核心，通过外部扩展多通道信号采集模块和高精度模拟输出模块的方式，实现隔振系统传感器数据的采集和执行器控制信号的输出，针对主

5、控单元复杂的数模混合电路，进行了印制电路板的抗干扰设计研究。驱动单元采用基于电压反馈控制的高压运放式直流放大压电陶瓷驱动方案，构建了具备低纹波输出的复合放大电路和针对容性负载驱动的IGBT半桥快速充放电回路，使驱动单元具备输出精度高、负载能力强、动态特性好等特点。搭建了主动隔振系统测试实验平台，采用本文设计的控制器进行主动隔振控制，通过LMS测试系统从时域和频域两个方面对隔振性能进行分析，测试结果验证了控制器的可行性。关键词：卫星隔振Stewart平台控制器压电陶瓷驱动硬件设计I华中科技大学硕士学位论文AbstractActivevibrationisolationsystemus

6、edforprecisionopticalimagingequipmentistheimportantguaranteeforthereliableworkofhighresolutionremotesensingsatellites,microvibrationproducedbythenormaloperationofspaceborneequipmentisisolatedbyapplyingtheactivevibrationisolationcontrolmethod.Dependontheurgentrequirementofcivilaviationpre-resea

7、rchprojectandpracticalengineeringapplication,thecontrollerinactivevibrationisolationsystemisstudiedanddevelopedinthisthesis,throughthehardwaredesignanddebuggingofmastercontrolunitandpiezoelectricdriveunit,thecontrolleraimsatisolatingvib