分布式遥感编队多星协同观测中的姿态控制

针对分布式遥感编队中的协同观测问题,本文开展了多星协同姿态控制研究。首先建立了参考航天器由对日定向到对目标凝视观测的期望姿态,设计了基于姿态、角速度偏差的比例-微分（PD）控制器,证明了闭环系统的李雅普诺夫稳定性。在此基础上,进一步建立了伴飞航天器的期望姿态,为使目标在不同航天器像平面上成像位置匹配,以伴飞航天器、参考航天器的姿态之差为基础设计了伴飞航天器的PD控制器,证明了系统的稳定性。最后,将理论结果进行了仿真验证,结果显示伴飞航天器、参考航天器姿态控制误差小于0.01°,精度满足分布式遥感多星协同观测的任务需求。     

压电驱动器的机电动力学模型研究

为深入研究压电驱动器的输入-输出特性曲线,建立了压电驱动器的机电动力学模型,画出了机电模型的信号流图,解释了压电驱动器产生非线性滞环现象的成因;研发了压电式二维微动平台和电荷反馈式驱动电源,对模型及其预测结果进行了实验验证.理论分析与实验数据表明,压电驱动器外部电荷反馈回路的作用与正压电效应所形成的内部电荷反馈回路的作用是一致的.     

Cymbal型复合压电作动器微进给技术研究

针对普通压电作动器行程较短的缺点,提出一种具有Cymbal结构的复合压电陶瓷作动器的结构设计。通过将压电陶瓷微小的径向位移放大,转换成轴向位移,扩大了作动器的行程。在作动器控制系统设计中,一方面在硬件结构设计中引入了高精度的位移传感器闭环反馈系统,另一方面通过对作动器的输出进行软件补偿的方法,消除了Cymbal型复合压电作动器自身存在的输出磁滞性和非线性的缺点,大幅度提高了系统的开环控制特性,实现了对作动器的高精度控制。实验结果证明系统设计有效。     

压电微动机构的电荷反馈控制技术研究

研究了压电微动机构非线性回滞的形成机理，建立了压电陶瓷电荷量与机械应变之间的数学表达式。为减小压电微动机构的非线性回滞环，采用电荷反馈控制方法对压电微动机构进行控制。实验结果表明，与传统的电压激励方式相比，采用电荷反馈激励方式，压电微动机构的回滞环减小了50%，线性度提高了35％。