载人空间飞行器自抗扰主动隔振优化控制.pdf

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1、第34卷第2期计算机仿真2017年02月文章编号：1006—9348(2017)02—0043—06载人空间飞行器自抗扰主动隔振优化控制贾天志1，陈绍青2，窦晓华3，王永1(1．中国科学技术大学自动化系，安徽合肥230027；2．中国科学技术大学信息科学实验中心，安徽合肥230027；3．酒泉卫星发射中心实验技术部，兰州732750)摘要：在飞行器隔震抗扰优化中，针对微重力主动隔振系统对载人空间飞行器内部存在的扰动进行隔离，为各类空间科学实验提供良好的微重力环境。由于系统存在明显的非线性、强耦合

2、以及参数不确定性。现有控制方案下主动隔振系统难以实现理想的扰动隔离效果。对主动隔振系统物理结构及动力学模型进行分析，引入自抗扰控制方法，并设计位移控制回路和微重力控制回路，对系统扰动进行补偿，实现了有效的主动隔振优化控制。通过数值仿真对比，在系统不确定性的情况下，所提出的控制器在隔振能力及鲁棒性能上具有显著的优越性。仿真结果表明，自抗扰主动隔振方案，有效实现了载人空间飞行器内部微重力水平的优化控制。关键词：空间微重力；自抗扰控制；主动隔振；鲁棒性中图分类号：V411．8文献标识码：BActive

3、VibrationIsolationoptimalControlforMannedSpacecraftbasedonActiveDisturbanceRejectionControlJIATian—zhil，CHENShao—qin92，DOUXiao—hua3，WANGYon91(1．DepartmentofAutomation，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230027，China；2．InformationScienceLabor

4、atoryCenterofUniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230027，China；3．DepartmentofExperimenttechniques，JiuquanSatelliteLaunchingCenter，Lanzhou732750，China)ABSTRACT：Thespacemicrogravityactivevibrationisolationsystemisdesignedtoprovidetheidealspacem

5、icro—gravityforthespacescienceexperimentsbyisolatingthedisturbancesinsidethemannedspacecraft．However，theac·tivevibrationisolationsystembasedontheexistingcontrolmethodsisdifficulttoachieveidealperformanceofvibra—tionisolationbecauseofitsobviousnonline

6、arity，strongcouplingandparameteruncertainties．AnADRC(ActiveDis—turbanceRejectionContr01)methodisproposedbasedontheanalysisofthephysicalstructureanddynamicmodelofthesystem．Throughtheaccelerationandpositionfeedback，therequirementforvibrationisolationis

7、well—satisfied．Thenumericalsimulationsinthepresenceofsystemuncertaintiesanddisturbancesdemonstratetheremarkablesupe—riorityoftheproposedcontrollerintermsofvibrationisolationabilityandrobustness．Thesimulationresultsshowthat，comparedwiththeexistingcont

8、rolscheme，theoptimalcontrolofmierogravityactivevibrationisolationinthemannedspacecraftbasedADRChasbeenwell—realized．KEYWORDS：Spacemicrogravity；ActiveDisturbanceRejectionControl；Activevibrationisolation；Robustness1引言在微重力环境下展开各类科学实验是载人空间飞行器应用的重要内容，理想的微