氣浮臺(tái)垂向運(yùn)動(dòng)氣壓控制研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、當(dāng)今世界，科技發(fā)展日新月異。隨著美國(guó)阿波羅登月計(jì)劃，以及我國(guó)的嫦娥登月計(jì)劃的實(shí)施，各國(guó)對(duì)太空資源的競(jìng)爭(zhēng)越演越烈。在此大環(huán)境下，各種復(fù)雜的航天任務(wù)對(duì)航天器的品質(zhì)提出了更高的要求，這更加突出了全物理仿真系統(tǒng)的重要性。本文主要針對(duì)氣浮臺(tái)全物理仿真系統(tǒng)垂向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了探討研究。
　　首先分析了氣浮臺(tái)垂向運(yùn)動(dòng)采用氣壓控制方法的特點(diǎn)以及技術(shù)難點(diǎn)，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際控制環(huán)境，將整個(gè)控制過(guò)程分為位移控制和壓力跟蹤兩大步驟，簡(jiǎn)要介紹了兩步走的控制流程。然后

2、針對(duì)控制系統(tǒng)最重要的控制部件——比例閥和控制腔進(jìn)行了力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)分析，建立了詳細(xì)的系統(tǒng)模型。
　　其次對(duì)位移控制進(jìn)行了研究。結(jié)合氣浮臺(tái)垂向運(yùn)動(dòng)實(shí)際特性，對(duì)垂向運(yùn)動(dòng)的快速性和超調(diào)提出了更高了控制要求。為了解決快速性和低超調(diào)之間的矛盾關(guān)系，設(shè)計(jì)了基于復(fù)合非線性反饋控制的位移控制器，對(duì)復(fù)合非線性反饋控制各項(xiàng)參數(shù)作用進(jìn)行了探討。采用了自抗擾控制器中的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器觀測(cè)系統(tǒng)擾動(dòng)，通過(guò)仿真，驗(yàn)證了擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器和復(fù)合非線性反饋控制相結(jié)合的

3、優(yōu)越性。
　　然后針對(duì)氣壓跟蹤進(jìn)行了研究。分析了氣壓跟蹤控制時(shí)，系統(tǒng)是一個(gè)非線性多干擾的控制系統(tǒng)，提出了采用滑動(dòng)模態(tài)變結(jié)構(gòu)控制的方法，詳細(xì)分析了滑?？刂仆耆敯粜缘脑?，針對(duì)不同趨近律進(jìn)行了對(duì)比分析。針對(duì)滑模控制突出的缺陷——抖振進(jìn)行了分析，提出了解決方案，進(jìn)行了算法的仿真驗(yàn)證。
　　最后針對(duì)氣浮臺(tái)垂向運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件和軟件的設(shè)計(jì)。硬件主要由工控機(jī)、傳感器、信號(hào)采集卡、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和無(wú)線傳輸組成。軟件主要采用嵌入式實(shí)時(shí)操作