航天器用无线健康监测系统设计

航天器面临重复起降以及大温差、强振动以及剧烈冲击的复杂使用环境,为提升其使用性和维护性,提升航天器全生命周期内对其结构体能力数据的获取,需全天候监测航天器结构体的健康状况,并开展结构健康管理技术研究。通过无线的方式实现对航天器内外各敏感测点的数据采集、数据传输并汇总处理数据,实现航天器结构体全方位全天候健康监测的功能。本文对航天器用无线健康监测系统开展了设计研究,并实现了航天器无线健康监测系统的原理样机实施。     

基于CMAC神经网络的超磁致伸缩非线性控制

对于超磁致伸缩材料固有的迟滞非线性特性，本文提出一种基于小脑模型神经网络(CMAC)前馈逆补偿与PID相结合的复合控制方法。首先利用CMAC神经网络学习获得超磁致伸缩致动器(GMA)的迟滞逆模型进行补偿，再利用CMAC模型在线快速学习适应的能力，结合PID控制器降低跟踪控制时的误差和扰动，从而实现GMA的精密控制。通过MATLAB建立了CMAC前馈逆补偿控制器和CMAC-PID复合控制模型，最后通过仿真实验验证所提方法的有效性。结果表明，提出的利用CMAC神经网络逼近的迟滞模型具有令人满意的精度，在CMAC-PID复合控制方案的作用下，系统的期望位移与实际位移相对误差值最大值仅2.39%,平均相对误差值不到0.5%。说明该控制策略能适应控制对象的非线性变化，有效地提高GMA的跟踪精度。     

基于FPGA的磁悬浮飞轮用自修复磁轴承控制器的设计

磁悬浮飞轮是卫星等航天器高精度姿态控制的执行机构，磁悬浮飞轮的空间应用需要可靠性高、适应性好的实时控制器。FPGA可靠性高、接口灵活，非常适合空间系统的开发应用。本文利用片上软硬件系统设计的思想，提出了一种基于FPGA和LEON软处理器的磁轴承数字控制器，并搭建了实验平台验证了系统实际性能。然后，又提出了一种基于PFGA的自修复磁轴承控制器，这种控制器可以理论上可以大大提高系统的可靠性。