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基于气浮台的交会对接仿真控制系统设计与实现

基于气浮台的交会对接仿真控制系统设计与实现

作     者:刘宗明 

作者单位:哈尔滨工业大学 

学位级别:硕士

导师姓名:宋申民

授予年度:2011年

学科分类:08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题:五自由度气浮台 交会对接 ADRC DSP 

摘      要:伴随着科学技术的飞速发展以及人类探索太空步伐的进行,外层太空的国际战略地位就显得日益重要起来,空间的交会对接技术已经成为了在太空中建立大型的空间站以及完成空间操作的必不可少的任务,交会对接地面试验平台是验证交会对接任务近程阶段制导与控制策略重要而有效的手段。本文主要工作是实现了五自由度交会对接气浮仿真台的软硬件功能,并且设计了相应的姿态和位移控制器。 首先,设计了基于TI公司的F2812 DSP芯片的气浮台控制系统电路板,完成了以nRF24L01为基础的无线网络设计并辅助以AT89S51单片机系统和地面工控机构成的监控系统,实现了系统硬件电气平台的搭建。 其次,根据所设计的硬件系统和所要完成的交会对接任务需要,利用C/C++语言,实现了基于DSP、单片机以及地面工控计算机的软件程序设计,并分别对程序的各个子模块进行了可行性测试,而且对整个软件系统做了初步的整体调试。 最后,根据姿态控制的任务要求,结合罗德里格参数方法设计了基于线性反馈的姿态控制器。在位移控制方面,则根据所要完成的对接任务,建立了气浮台的平移运动追踪误差方程,采用自抗扰控制技术(ADRC)设计了位移控制器,从仿真的效果来看两者均达到系统预期的控制要求。

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