剪叉式空間伸展臂展開過程仿真與優(yōu)化控制.pdf

1、剪叉式空間伸展臂作為一種空間可展結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于各種航天器。為降低空間伸展臂的研制成本并使其順利展開，本文對剪叉式空間伸展臂展開過程進(jìn)行了仿真分析和優(yōu)化控制研究。
　　在展開過程仿真中，把剪叉式空間伸展臂看作由剛性桿件組成，得到簡化的物理模型，使用多剛體動力學(xué)理論建立展開過程動力學(xué)模型，即Euler-Lagrange方程。對于該方程，采用高階變分?jǐn)?shù)值積分方法進(jìn)行求解，并和傳統(tǒng)數(shù)值求解方法進(jìn)行比較分析，數(shù)值結(jié)果表明高階變分?jǐn)?shù)值積分方

2、法求解精度高，適用于航空航天領(lǐng)域，可以保證展開過程的仿真具有較高的準(zhǔn)確性。
　　在展開過程優(yōu)化控制中，針對剪叉式空間伸展臂的展開過程建立優(yōu)化控制模型，首先研究了基于梯度的優(yōu)化方法，給出了梯度的計算過程，并分析了該類方法中存在的問題。然后研究了不含梯度的遺傳算法，分析了該方法存在的早熟問題及產(chǎn)生的原因，提出一種根據(jù)個體相似度選取交叉?zhèn)€體的方案，并給出一種新的自適應(yīng)改變交叉概率與變異概率的策略，通過性能分析實驗來驗證本文改進(jìn)方案的有效