復合臺精密離心機控制方法研究與實現.pdf

1、航空航天器常常需要在同時存在振動和線加速度的復合動態(tài)環(huán)境中工作，導航系統(tǒng)需要進行在這種復雜動態(tài)環(huán)境下的模擬實驗，采用精密離心機和電磁振動臺實現模擬實驗環(huán)境，可以發(fā)現在單獨環(huán)境實驗中不便測量的某些特性，有利于提高飛行器導航系統(tǒng)等設備的性能指標和使用可靠性?？梢蕴岣邔碗s動態(tài)環(huán)境的認識，標定慣性元件的技術指標，建立精確的誤差系數。很大程度的增加飛行器導航系統(tǒng)可靠性，提升在地面模擬空天飛行過程的研究手段和對“天地一致性”的認知水平。本文以建立

2、理想的地面模擬過載與振動復合實驗環(huán)境為背景，對復合平臺的離心機控制方法與實現問題展開了研究。
　　課題從精密離心機系統(tǒng)運行時存在的波動力矩入手分析，通過研究精密離心機整體結構，解釋了系統(tǒng)存在的不平衡形式，并總結歸納出系統(tǒng)高速轉動中存在動不平衡引起的振動，為系統(tǒng)波動力矩的原因之一。設計了動平衡實現的方案，理論分析與計算了方案實施的可行性。設計了不平衡量的測試系統(tǒng)，包括測量面的選擇，測試系統(tǒng)硬件設計與軟件編程。闡述了旋轉軸不圓度對不平

3、衡測試的影響，并測試了轉軸測試面處不圓度，給出了精確的數據。第二，分析了無刷直流電機的力矩波動問題，確定了電磁波動力矩與電機極對數和系統(tǒng)轉速之間的關系?？偨Y為系統(tǒng)的波動力矩為與系統(tǒng)轉速相關的周期性信號。
　　針對周期的干擾力矩，引出了重復控制理論應用的必要性，介紹了重復控制系統(tǒng)的結構，分析了其性能指標，給出重復控制器設計方法。對復合臺精密離心機建模仿真，設計經典控制器的基礎上，加入設計的重復控制器，分別在連續(xù)域與離散域仿真得到其對

4、周期干擾信號的抑制效果。針對離散內模延時不能延時小數周期的問題，提出一種基于線性插值法的數字低通濾波器的重復控制器，并仿真驗證了其控制效果。
　　對復合臺離心機系統(tǒng)的控制與實現中關鍵問題進行了設計與研究工作，包括DSP與FPGA組成的嵌入式數字控制器設計與硬件調試、軟件編寫工作，D/A轉換電路板調試工作，光柵測角系統(tǒng)的電路設計與調試。對DSP控制器編程，上位機人機交互界面編程，實現了精密離心機的閉環(huán)控制，并經過調試達到了一定的性能