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[期刊论文] 焦健 吴迎 于开平
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CSTPCD 北大核心
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摘要:提出一种新的Stewart并联平台几何构型,通过Kane方法建立其动力学方程.在ADAMS仿真软件中建立其虚拟样机模型,并经过试验验证了该模型的准确性.在MATLAB/SIMULINK中搭建控制系统模型,从而实现联合仿真,得到控制前后载荷的加速度响应曲线.仿真结果表明该Stewart主动控制平台可以对振动进行有效的抑制.研究成果对于Stewart并联平台的结构设计以及实际的物理样机的制造具有理论指导意义,并为调试合理的控制算法提供便利的方法....
[期刊论文] 于开平 焦健 吴迎
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CSTPCD 北大核心
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摘要:高分辨率已经成为了目前我国卫星发展的一个重要方向,在这进程中必须要攻克的一个重要技术难题就是对卫星微振动的控制.首先综述了国内外在使用并联平台解决微振动控制问题方面的发展情况,主要是平台研制及性能情况对比,对比发现,基于并联平台的微振动控制技术我国目前相比于国外还存在一定差距.然后对并联平台的典型构型设计、动力学建模、控制系统设计、平台优化以及地面模拟试验等研究进行了详细的总结.最后对我国微振动控制技术未来需要进一步深入研究的问题提出了展望....
[博士论文] 吴迎
一般力学与力学基础 哈尔滨工业大学 2018(学位年度)
摘要:高分辨率已经成为了卫星发展的重要方向.为了确保星上有效载荷能够处于超静的环境,可以利用柔性Stewart平台对卫星振动进行有效控制.本文采用基于Kane方程的方法,结合虚功率原理推导了柔性Stewart平台的动力学方程.首先对模型和引入的坐标系进行了描述,然后通过运动学分析得到了Stewart平台结构中各部分的速度和加速度,最后采用虚功率原理列出平衡方程,并考虑到卫星振动幅值很小和微重力空间环境的特点,得到了柔性Stewart平台的动力学方程的简化形式,并通过试验验证了方程的正确性.推导过程采用矩阵形式表达,简洁明了且模型最终表达式的物理意义明确.本文为利用Stewart平台进行振动控制的进一步研究奠定了基础.
[硕士论文] 吴迎
一般力学与力学基础 哈尔滨工业大学 2014(学位年度)
摘要:卫星在轨运行必须处理各种扰动,卫星上扰动源具有幅值小、频带宽、固有性、敏感性和难测量的特点。为了保证星上有效载荷处于“超静”的环境之中,使得有效载荷能够正常工作,可以利用Stewart平台对卫星微振动进行多自由度的主动控制。
  本文采用Newton-Euler法建立了带基础激励的12自由度6-SPS平台动力学模型,表明支腿绕轴向转动自由度可以忽略。在此基础之上,利用Kane方法推导了带基础激励的Stewart平台的动力学方程,推导中采用矩阵形式表达,过程简洁,模型的最终表达式的物理意义更加明确。由于卫星微振动的幅值很小的特点,模型中的几何非线性项被忽略。根据作动器弹簧的线性假设和分段线性假设,建立了平台线性和近似的三次非线性的动力学模型。采用Adams动力学商业软件验证了模型的正确性。
  建立了考虑有效载荷质心位置不确定性、刚度和阻尼不确定性的模型。针对Stewart平台的线性模型和线性不确定模型,分别采用H∞控制算法和μ综合算法设计了相应的鲁棒控制器。对于非线性不确定性系统,本文提出了改进的鲁棒非线性控制算法,并在理论上证明了采用该算法能够保障系统具有最终一致有界性。频率结果和时域结果均表明所设计的三种控制算法能够很好的控制Stewart平台上有效载荷的振动,满足卫星微振动的两个目标,为多自由度振动控制装置的设计奠定了很好的理论基础。
  为了卫星微振动控制和实际产品制造的需要,本文在基本构型上给出了系统静力学解耦的一般表达式。在此基础之上,推导了考虑有效载荷的系统各阶固有频率解析表达式。对于质心高度为零的情况,系统能够实现动力学解耦和平动的各向同性。而当质心高度不为零时,采用遗传算法和差分进化算法对Stewart平台进行动力学各向同性优化,获得了相同的结构参数。优化结果表明,平台的动力学完全各向同性无法实现,但可以实现平动、转动或者组合的各向同性。
  综合以上三个方面研究内容,本文给出了卫星微振动主动振动控制装置在设计、动力学与控制方面的结论。
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