气动重力补偿系统的压力控制方法和气动重力补偿系统技术方案

本申请涉及一种气动重力补偿系统的压力控制方法和气动重力补偿系统，所述方法包括：采用自抗扰控制器构建闭环控制回路；设计所述自抗扰控制器中的跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性反馈；测量所述系统中的压力微分，所述扩张状态观测器根据压力微分对所述系统的总和扰动进行估计；根据所述总和扰动对初始控制量进行补偿，将补偿后得到的实际控制量输入被控的重力补偿系统中。本申请提出基于自抗扰技术的高精度压力控制算法，抑制环境及模型双重扰动，实现高精度动态重力补偿；对气源压力变化、负载突变具有较强的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
气动重力补偿系统的压力控制方法和气动重力补偿系统
本申请涉及高精度压力控制
，具体涉及一种气动重力补偿系统的压力控制方法和气动重力补偿系统。
技术介绍
为确保航天系统(飞行器、太空站及卫星等)的可靠运行，在其进行在轨飞行之前，在地面上对其空间结构各子系统的动力学试验必不可少。重力补偿系统可实现对太空环境的模拟，为上述的动力学试验提供条件；其本质为：必须在支撑试验对象重量的同时，不能施加任何约束力。可见，重力补偿系统在模拟太空的零重力环境中起到了非常关键的作用。因此，随着航天技术的发展，重力补偿系统在模拟太空的零重力环境中运用愈加广泛。零重力模拟即无约束的“自由—自由”边界条件的模拟，实践中通常采用支撑系统以补偿被补偿件的自身重力载荷来实现。构建地面零重力环境的主要方法有：中性浮力零重力模拟，机械悬挂模拟惯性补偿，气悬浮模拟。气悬浮模拟系统基于气动润滑原理，减少甚至消除表面摩擦力，可实现平面多个自由度的自由状态。基于静压气悬浮无摩擦气缸构建的气动重力补偿系统，是典型的非线性系统，因而难以对其建立精确数学模型，对其实现高精度压力控制尤为困难。在气动重力补偿系统中，高精度重力补偿的本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气动重力补偿系统的压力控制方法，其特征在于，包括：采用自抗扰控制器构建闭环控制回路；设计所述自抗扰控制器中的跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性反馈；测量所述系统中的压力微分，所述扩张状态观测器根据压力微分对所述系统的总和扰动进行估计；根据所述总和扰动对初始控制量进行补偿，将补偿后得到的实际控制量输入被控的重力补偿系统中。

【技术特征摘要】
1.一种气动重力补偿系统的压力控制方法，其特征在于，包括：采用自抗扰控制器构建闭环控制回路；设计所述自抗扰控制器中的跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性反馈；测量所述系统中的压力微分，所述扩张状态观测器根据压力微分对所述系统的总和扰动进行估计；根据所述总和扰动对初始控制量进行补偿，将补偿后得到的实际控制量输入被控的重力补偿系统中。2.根据权利要求1所述的一种气动重力补偿系统的压力控制方法，其特征在于，所述设计所述自抗扰控制器中的跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性反馈，包括：所述跟踪微分器采用离散形式的跟踪微分器，由二阶离散系统最速综合函数构造；所述非线性反馈采用引入带有线性区域的幂函数作为反馈环节；所述扩张状态观测器为二阶扩张状态观测器，利用非线性反馈进行构造。3.根据权利要求1所述的一种气动重力补偿系统的压力控制方法，其特征在于，所述测量所述系统中的压力微分，包括：利用等温容器设计压力微分传感器；采用压力微分传感器测量所述系统中的压力微分。4.根据权利要求3所述的一种气动重力补偿系统的压力控制方法，其特征在于，所述利用等温容器设计压力微分传感器，包括：将被测容器通过一根带有若干条狭缝的管道与等温容器相连；通过差压传感器检测两个容器之间的动态差压；根据狭缝长度、狭缝数量和等温容器的体积计算出输出增益系数；根据动态压差和输出增益系数计算出压力微分。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种气动重力补偿系统的压力控制方法，其特征在于，所述根据所述总和扰动对初始控制量进行补偿，包括：获取所述系统的压力反馈信号和所述跟踪微分器的输出结果，根据这两个数据的非线性组合计算初始控制量；将初始控制量减去所述总和扰动，差值再除以控制增益，得到实际控制量。6.根据权利要求1-4任一项所述的一种气动重力补偿系统的压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昱，赵国新，刘昌龙，彭锋，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京,11