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基于等效输入干扰的悬吊式水平随动系统控制方法及系统技术方案

技术编号:46044583 阅读:8 留言:0更新日期:2025-08-11 15:35
本发明专利技术公开了一种基于等效输入干扰的悬吊式水平随动系统控制方法及系统,涉及微低重力模拟技术领域,包括:建立悬吊式水平随动系统的动力学模型,确定水平随动控制目标;以航天器自身驱动力为系统扰动,将系统的动力学模型转换为线性状态空间模型,并根据控制目标简化模型;利用全阶状态观测器,设计等效输入干扰观测器;在航天器基于自身驱动力进行自主运行时,根据系统状态与响应输出,利用等效输入干扰观测器估计出与航天器自身驱动力造成相同吊索偏角效果的台车驱动力,根据估计的台车驱动力对原PID控制输入进行前馈补偿,得到最终的台车驱动力以驱动台车,实现地面微低重力模拟场景下对航天器水平位置的高精度跟随。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微低重力模拟,尤其涉及一种基于等效输入干扰的悬吊式水平随动系统控制方法及系统


技术介绍

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息,不必然构成在先技术。

2、微低重力模拟是伴随深空探测技术发展和地外天体起降任务需求而兴起的一个重要研究领域,它为航天器着陆及起飞等关键任务阶段提供了核心的技术支撑,目前已针对这一领域开展了若干相关研究。在此背景下,通过搭建悬吊式微低重力模拟系统,设计微低重力模拟控制方法,在地面环境中模拟航天器在太空环境下的运动特性,并对其性能进行充分分析与论证,对于航天任务的顺利实施、保障深空探测及载人登月登火等重大工程具有不可替代的重要价值。

3、航天器(包括卫星、载人飞船及空间机器人等)的可靠性验证在很大程度上依赖于地面微低重力环境模拟实验。与落塔法、抛物线飞行法、水浮法和气浮法等地面微低重力模拟方法相比,运用悬吊法进行重力补偿更为有效、可靠和经济。其中,利用悬吊系统在地球表面实现微低重力的模拟实验,竖直方向需控制吊索拉力来为航天器提供实时重力补偿;与此同时,水平方向上的随动模组需跟本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于等效输入干扰的悬吊式水平随动系统控制方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的基于等效输入干扰的悬吊式水平随动系统控制方法,其特征在于,所述水平随动控制目标为:当航天器基于自身驱动力进行自主运行时,台车可实时准确跟踪航天器在水平面上的运动轨迹,保持悬吊吊索始终与航天器悬挂点所处的水平面保持垂直,即保证悬吊吊索偏角趋于零。

3.如权利要求1所述的基于等效输入干扰的悬吊式水平随动系统控制方法,其特征在于,所述等效输入干扰观测器的设计,为:

4.如权利要求3所述的基于等效输入干扰的悬吊式水平随动系统控制方法,其特征在于,所述悬吊式水平随动系...

【技术特征摘要】

1.一种基于等效输入干扰的悬吊式水平随动系统控制方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的基于等效输入干扰的悬吊式水平随动系统控制方法,其特征在于,所述水平随动控制目标为:当航天器基于自身驱动力进行自主运行时,台车可实时准确跟踪航天器在水平面上的运动轨迹,保持悬吊吊索始终与航天器悬挂点所处的水平面保持垂直,即保证悬吊吊索偏角趋于零。

3.如权利要求1所述的基于等效输入干扰的悬吊式水平随动系统控制方法,其特征在于,所述等效输入干扰观测器的设计,为:

4.如权利要求3所述的基于等效输入干扰的悬吊式水平随动系统控制方法,其特征在于,所述悬吊式水平随动系统的全阶状态观测器,为:

5.如权利要求3所述的基于等效输入干扰的...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙宁翟猛焦雨璇李明赵新宇侯玮杰李跃华高宾李鹏杨桐吴庆祥
申请(专利权)人:南开大学
类型:发明
国别省市:

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