太阳帆板驱动控制器的力学仿真与试验

针对基于国产器件研制的空间太阳帆板驱动控制器,建立其三维模型和有限元模型,在ANSYS软件中进行空间环境条件下的模态分析、简谐振动和随机振动响应仿真,进行结构优化设计,开展相应的试验验证.仿真和试验结果表明,该帆板驱动控制器满足空间环境的力学可靠性要求.     

太阳帆板驱动控制器的力学仿真与试验

针对基于国产器件研制的空间太阳帆板驱动控制器,建立其三维模型和有限元模型,在ANSYS软件中进行空间环境条件下的模态分析、简谐振动和随机振动响应仿真,进行结构优化设计,开展相应的试验验证.仿真和试验结果表明,该帆板驱动控制器满足空间环境的力学可靠性要求.     

卫星太阳帆板展开的动力学仿真分析与应用

研究了卫星帆板展开对整星姿态的影响,优化了展开策略。对单块帆板的展开进行了理论建模,得到了转动角度和时间关系的解析解;结合某卫星工程实际对单块帆板进行了ADAMS动力学仿真,建立了更接近实际的ADAMS模型和参数设置。通过搭建的单块帆板展开试验机构进行展开试验,测得了驱动力矩、阻力矩等参数,并对理论模型和ADAMS模型进行了参数修正。修正后的结果显示理论计算、仿真和试验结果相差在5%以内。对于10.6kg帆板而言,驱动力矩每增加0.09N·m,展开时间缩短0.4~0.5s,冲击载荷相应增加400N左右。修正过的ADAMS模型可应用于整星帆板展开动力学分析,得到不同展开策略对卫星姿态影响的大小,为展开模式的选择、姿态精确控制提供参考依据。     

基于国产FPGA的天线指向机构伺服控制器的设计

以天线指向机构为研究对象,采用两相混合式步进电机作为其驱动机构,设计基于国产FPGA的伺服控制器.以细分SPWM技术为基础,设计基于插值的PID控制算法进行位置闭环控制来提高步进电机的指向精度和保证步进电机的平滑指向,在Simulink中对此算法进行仿真分析.进行热循环试验和EMC试验来验证国产FPGA在空间环境中的可靠性.试验表明,该伺服控制器的指向精度达到0.1°,满足空间环境可靠性的要求.     

基于SimMechanics的六自由度加载平台仿真研究

为了研究六自由度加载平台的试验加载控制和载荷监控方法,通过运动学反解建立动平台位姿与各驱动杆伸缩量的关系,由动力学模型推导试验件所受力和力矩;在MATLAB/SimMechanics下分别建立六自由度加载平台、液压执行机构和控制器模型,搭建系统仿真平台;利用仿真平台对系统所采用的MOOG控制器参数进行仿真分析.结果表明:MOOG控制器可实现试验平稳加载控制.     

基于SimMechanics的六自由度加载平台仿真研究

为了研究六自由度加载平台的试验加载控制和载荷监控方法,通过运动学反解建立动平台位姿与各驱动杆伸缩量的关系,由动力学模型推导试验件所受力和力矩;在MATLAB/SimMechanics下分别建立六自由度加载平台、液压执行机构和控制器模型,搭建系统仿真平台;利用仿真平台对系统所采用的MOOG控制器参数进行仿真分析.结果表明:MOOG控制器可实现试验平稳加载控制.     

航天器主动振动反馈全物理仿真试验研究

以具有大面积太阳帆板的挠性航天器为工程背景,以挠性航天器全物理仿真系统为实验平台,提出了主动引入挠性振动信息的航天器振动抑制控制方案.建立了挠性帆板顶端加速度计的测量模型,设计了自适应滤波器进行加速度计数据处理,并将该挠性振动加速度引入航天器姿态控制,进行了大角度机动全物理仿真试验.中心刚体进行25°大角度机动,机动过程平稳,机动结束后姿态指向精度达到0.01°,帆板顶端加速度在0.15 m/s2以内,一阶振型的振幅为0.015 m/s2.全物理仿真试验验证了基于振动加速度反馈的控制方案能够有效地抑制挠性振动.系统仅在挠性帆板顶端增加了一个微型加速度计,结构简单,控制方案可用于实时控制.     

差速驱动式移动焊接机器人动力学建模

采用牛顿-欧拉法,分析差速驱动式移动焊接机器人系统的左右驱动轮和机器人本体对焊炬点的动力学行为.为了实现机器人本体和滑块的联合控制,进一步研究滑块的动力学行为,建立了移动焊接机器人系统完整的动力学模型.由于模型的复杂性和不确定影响因素,基于动力学模型进行控制器的设计是不切实际的.为便于控制器的设计,最后结合实际应用情况对模型进行合理简化,并转化为状态空间方程.应用Matlab对移动焊接机器人进行动力学仿真建模,模型的建立为差速驱动式移动焊接机器人的机构设计、稳定性分析以及控制器设计提供了理论依据.     

电传动履带车辆"驾驶员-综合控制器"在环的双侧驱动控制实时仿真

为了在系统设计阶段及早验证控制方案可行性,把"驾驶员-综合控制器"纳入电传动履带车辆双侧驱动控制仿真闭环,建立双侧驱动电传动履带车辆及驱动系统模型.采用真实的驾驶员操纵设备和产品型综合控制器,不同控制策略使用不同CAN通讯协议匹配,被控对象及其外界环境通过数学模型在dSPACE中实时运算来模拟实现,构建包括CAN通讯在内的电传动履带车辆"驾驶员-综合控制器"在环双侧驱动控制实时仿真平台.基于该平台展开以驾驶员操作为输入的硬件在环仿真.仿真结果表明:该平台能进一步验证产品型综合控制器动力学控制算法代码,分析评估不同控制策略下车辆的机动性能.     

小型航空二冲程活塞发动机建模及控制器在回路仿真研究

针对某小型航空二冲程发动机,采用机理建模和试验建模相结合的方法建立了该发动机的平均值数学模型,并在MATLAB/Simulink环境下对该模型进行了仿真研究,发现发动机转速、输出扭矩以及功率等外特性数据的仿真结果与实际的发动机台架试验数据基本吻合。在VC环境下编写仿真软件,通过调用MATLAB引擎实现了模型与控制器的对接,将原控制器和开发的快速原型控制器用发动机模型进行了硬件在回路仿真试验,并进行对比分析,结果表明,快速原型控制器和原发动机ECU喷油脉宽偏差不超过0.050ms。