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大射电望远镜馈源柔索支撑系统的建模与控制

作　者: 马娟
导　师: 陈光达
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 大射电望远镜柔索支撑系统动力学分析自适应模糊控制
分类号: TP273.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文根据新一代大射电望远镜机电光一体化创新设计的方案,分析了六自由度柔索支撑系统的运动学及动力学模型,并在此基础上设计了LT50m模型的馈源柔索支撑系统的轨迹跟踪独立控制策略,仿真及实验验证了控制策略。新一代大射电望远镜粗调系统是通过6根索长的协调变化驱动馈源舱跟踪射电源的六自由度运动,其工作特点类似并联机器人,因此被看作是柔索并联机器人。柔索机器人的动力学模型采用拉格朗日方程建立,该模型解决了己知馈源舱运动轨迹,求柔索驱动力的动力学逆问题,为实现大射电望远镜馈源指向跟踪系统轨迹跟踪控制奠定了基础。本文针对该柔索系统具有非线性、大滞后、弱刚度和耦合性等特点,在自适应模糊控制方案上,利用第一类模糊逻辑系统直接作为非线性系统控制器,且在传统方案的基础上加入鲁棒补偿项,进一步放宽稳定条件到最小近似误差有界。基于新一代大射电望远镜馈源指向跟踪系统50米缩比模型,仿真实验验证了控制策略与方法的工程有效性和可行性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 大射电天文望远镜的研究背景  7-9
  1.2 大射电天文望远镜的主要技术指标  9-10
  1.3 项目研究现状  10
  1.4 本文的主要工作  10-13
第二章大射电望远镜悬索馈源支撑系统概述  13-25
  2.1 引言  13
  2.2 舱索系统简介  13-18
    2.2.1 悬索馈源支撑系统简介  13-15
    2.2.2 悬索的悬链线方程  15-18
  2.3 机器人学理论在FAST中的应用  18-24
    2.3.1 机器人机构学理论概述  19-21
    2.3.2 机器人控制技术  21-24
  2.4 小结  24-25
第三章馈源舱索的动力学建模及分析  25-39
  3.1 引言  25-26
  3.2 舱索系统的运动学分析  26-30
  3.3 舱索系统的动力学分析  30-35
  3.4 建模结果分析与讨论  35-38
  3.5 小结  38-39
第四章基于自适应模糊控制的舱索系统轨迹跟踪控制  39-53
  4.1 引言  39-40
  4.2 舱索系统轨迹跟踪控制策略  40-48
    4.2.1 舱索控制系统概述  40-43
    4.2.2 常规模糊控制器简介  43-45
    4.2.3 自适应模糊控制策略  45-48
  4.3 模糊控制器的设计  48-52
    4.3.1 模糊控制器的设计  48-51
    4.3.2 稳定性分析  51-52
  4.4 小结  52-53
第五章仿真结果分析  53-63
  5.1 引言  53
  5.2 数值仿真分析结果与讨论  53-61
  5.3 小结  61-63
第六章结论及展望  63-65
致谢  65-67
参考文献  67-70
在读期间的研究成果  70-71

大射电望远镜馈源柔索支撑系统的建模与控制

内容摘要

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