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基于LPV的主动隔振平台单支腿鲁棒控制器设计

唐育聪 朱庆华 刘付成 曹赫扬

唐育聪,朱庆华,刘付成,等. 基于LPV的主动隔振平台单支腿鲁棒控制器设计[J]. 北京航空航天大学学报,2023,49(7):1796-1801 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0513
引用本文: 唐育聪,朱庆华,刘付成,等. 基于LPV的主动隔振平台单支腿鲁棒控制器设计[J]. 北京航空航天大学学报,2023,49(7):1796-1801 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0513
TANG Y C,ZHU Q H,LIU F C,et al. Design of robust controller for single outrigger of vibration active isolation platform based on LPV[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2023,49(7):1796-1801 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0513
Citation: TANG Y C,ZHU Q H,LIU F C,et al. Design of robust controller for single outrigger of vibration active isolation platform based on LPV[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2023,49(7):1796-1801 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0513

基于LPV的主动隔振平台单支腿鲁棒控制器设计

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0513
详细信息
    通讯作者:

    E-mail:zhuqh_79@sina.com

  • 中图分类号: TP273

Design of robust controller for single outrigger of vibration active isolation platform based on LPV

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  • 摘要:

    利用控制力矩陀螺(CMG)实现敏捷姿态机动控制时,保证机动过程控制输出力矩快速响应的同时,还需要保证机动到位后有效隔离CMG的机械振动以实现高稳定度姿态控制。针对控制CMG主动隔振平台,将控制CMG外框角速度作为变参数,提出单支腿主动隔振平台控制器的一种基于线性变参数(LPV)控制设计实现方法,通过与其他主动隔振控制方法性能比较分析,所提方法在兼顾敏捷姿态机动期间和机动到位后对主动隔振平台不同的力学传递要求方面有更好的性能。

     

  • 图 1  单支腿隔振的简化结构模型

    Figure 1.  Simplified structure model of single vibration isolation outrigger

    图 2  单支腿主动隔振平台控制器动力学模型

    Figure 2.  Dynamic model of single leg isolation platform controller

    图 3  构建加权函数后的系统框图

    Figure 3.  Block diagram of system with weighting function

    图 4  ωout的加权函数频率特性

    Figure 4.  Weighting function of ωout frequency characteristics

    图 5  极点配置区域

    Figure 5.  Pole placement area

    图 6  不同控制器的闭环Bode图

    Figure 6.  Closed-loop Bode diagrams of different controllers

    图 7  阶跃输入PID控制器

    Figure 7.  PID controller of step input

    图 8  阶跃输入H∞控制器

    Figure 8.  H∞ controller of step input

    图 9  阶跃输入本文LPV控制器

    Figure 9.  LPV controller of step input

    图 10  高频干扰(fc=25 Hz)输入本文LPV控制器

    Figure 10.  LPV controller of high frequency interference (fc=25 Hz) input

    表  1  不同控制器的隔振性能比较

    Table  1.   Comparison of vibration isolation performance with different controllers

    控制器类型
    fc=25 Hz)
    CMG端
    加速度/(m·s−2
    星体端加
    速度/(m·s−2
    稳态调节
    时间ts/s
    振动衰
    减率σ/%
    PID0.10040.000189.36099.82
    H∞0.10080.000354.33099.65
    本文LPV0.10090.000362.44899.64
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-05
  • 录用日期:  2021-11-26
  • 网络出版日期:  2021-12-16
  • 整期出版日期:  2023-07-31

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