导读:本文包含了气浮台论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:浮台,力矩,自由度,算法,特性,粒子,质心。
气浮台论文文献综述
王源[1]（2019）在《基于混合粒子群算法的叁轴气浮台平台优化设计》一文中研究指出叁轴气浮台是航空航天领域用于模拟卫星在外太空以不同姿态工作所研制的重要工具。其主要利用自身所产生的高压气体,使台体悬浮于半空,近似模拟卫星在外太空所处无摩擦力作用时的工作情况,对卫星的各项性能指标、实时状态等进行全物理仿真。因此如何尽可能地减小地面环境的干扰力矩成为了叁轴气浮台设计的关键技术,在所有干扰力矩中因重力产生的不平衡力矩是影响气浮台正常使用的主要原因之一,所以如何在设计中尽可能地减小不平衡力矩对实验造成的影响成为了引起我们高度重视的问题。国内外研究机构对气浮台不平衡力矩进行了一系列的优化研究,建立全仿真模型对气浮台运动进行模拟。近几年学术界通过算法对叁轴气浮台的仿真进行一系列优化研究,但在计算不平衡力矩时往往存在陷入局部极小解或运算速度较慢等缺陷,本文首先通过叁维建模方式对桁架式气浮台进行模型建立,其次利用有限元方法对圆柱型以及桁架型叁轴气浮台模型进行分析,并结合分析软件中相关静力学以及运动学分析方式,最终得出叁轴气浮台在各姿态下的不平衡力矩公式,进而限定研究变量的取值范围,即对桁架式气浮台的臂长以及管厚度等相关变量进行相关离散式取值;通过学术界及工业届中最常用的搜索算法中的粒子群优化算法结合退火形式即随着计算时间的推移逐步通过修正步长搜索因子前面的系数等形式,达到控制粒子群算法的搜索速度进而改变算法对叁轴气浮台的不平衡力矩的公式进行优化的性能的目的;并且与传统粒子群算法及遗传算法进行比较,使得通过优化之后的计算搜索速度更快并且误差更小,提高叁轴气浮台体计算及控制过程的精度及传感器的灵敏度。最终通过观察寻优结果,找出在连续型变量输入范围内最优的取值,对今后的生产制造以及叁轴气浮台模拟卫星在外太空仿真实验的性能指标进一步性能优化设计有一定的指导作用。(本文来源于《沈阳工业大学》期刊2019-05-25）
陈保秀,王岩[2]（2018）在《基于优化算法的六自由度气浮台垂向控制》一文中研究指出针对六自由度气浮台垂向控制系统,考虑垂向气浮轴承气腔体积变化、气膜漏气不均衡和气源输入时变性等因素,可以看作内环含有滞后的非线性串级控制系统。由于被控对象参数未知且时变,仅用双闭环PID控制不能有效补偿参数、滞后对系统的不利影响。故在对垂向控制系统进行垂向位移和气压控制的基础上,采用基于遗传算法优化的BP神经网络算法对参数、滞后时间进行在线辨识,利用辨识模型结合两级Smith预估控制进行实时闭环控制。仿真结果与理论一致,证明了辨识算法的正确性、有效性。上述算法与两级Smith预估控制共同应用于双闭环控制时,极大改善系统的抗干扰性、实时性,并提高了垂向控制的稳定性及鲁棒性。(本文来源于《计算机仿真》期刊2018年09期）
吴敬玉,陈秀梅,钟超,李小斌,裴甲瑞[3]（2018）在《基于叁自由度气浮台卫星姿态控制系统仿真》一文中研究指出为了更真实地模拟卫星在空间可能存在的问题,对叁自由度气浮台卫星姿态控制系统进行仿真设计。采用气浮台进行卫星动力学与运动学模拟,通过气浮台惯量测定及系统搭建,建立控制力矩陀螺群五棱锥构型方案,综合考虑陀螺群构型,设计制力矩陀螺群控制律,实现气浮台平台稳态及姿态快速机动控制。仿真结果验证了该方案的正确性、合理性及有效性,可降低卫星姿态控制异常的风险,为卫星控制系统工程研制提供参考。(本文来源于《兵工自动化》期刊2018年07期）
余维,何益康,周连文,谢任远[4]（2018）在《基于单轴气浮台的航天器运动部件干扰力矩地面标定方法研究》一文中研究指出遥感卫星为实现宽视场和高分辨率,一般搭载含可往复转动大惯量成像部件的载荷,然而其转动产生的干扰给卫星姿态控制带来的影响,往往超出载荷成像所必须的姿态稳定度和指向精度要求,卫星平台需要采取措施对干扰力矩进行抑制;但由于加工、装配等原因,载荷干扰力矩与设计值一般均存在差异,给补偿方案设计、参数装订及地面验证置信度等带来不确定性;介绍了一种利用单轴气浮台实现航天器运动部件干扰力矩标定的方法,设计试验对该技术在实验室非真空条件下的实现、天地差情况进行说明,并对影响标定结果的误差进行了分析。(本文来源于《计算机测量与控制》期刊2018年06期）
尹远浩[5]（2018）在《叁自由度气浮台设计及关键技术研究》一文中研究指出随着航天技术的进步,空间垃圾数量逐年增加,使太空环境日益恶化,这些在太空中漂浮的空间垃圾,以及它们相互碰撞产生的碎片可能会对空间站、空间卫星和宇航员构成巨大威胁,清除空间碎片便显得尤为重要。因此,空间碎片的主动清除技术已成为目前航天领域的研究热点。为了能够实现空间碎片的清除,首先需要对空间非合作目标的运动进行研究。然而,空间实验耗资巨大,为了降低研制的风险及成本,需要在地面进行大量的预先研究,其核心便是气浮台技术。本文对叁自由度气浮台主要功能模块进行了研究分析,结合本文的实际需求,设计了一套完整的气浮系统,包括了气浮系统、冷气推进系统、供气系统、重心调整模块等。同时,对气浮台两个关键零件—气体球轴承和喷嘴进行了仿真分析。通过仿真,探讨了影响气体球轴承静态特性的因素。设计了收缩—扩张型喷嘴,分析了其流场分布。设计的气浮台未采用飞轮控制,目前只采用了喷气控制,因为电磁阀只有全开和全闭两个状态,输出力矩固定,和飞轮控制相比,精度稍显不足。但是通过PWPF调节器,将脉冲等效成类似飞轮连续输出控制力矩的效果,这样可以大大提升喷气控制的精度。在结构设计、关键零件仿真分析以及控制设计的基础上,进行了喷嘴特性试验、承载力特性试验和涡流力矩试验。得到了喷嘴的动态响应曲线;承载力实验值和仿真趋势基本一致;通过改变单个气室的气压,能达到减小涡流力矩的效果。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
林海奇[6]（2018）在《叁轴气浮台质量特性优化设计及其参数辨识方法研究》一文中研究指出叁轴气浮台可用于航天器的全物理仿真试验,可以模拟低重力、微摩擦的空间环境,在地面进行卫星的整星级的姿态动力学试验。为了保证试验顺利进行,需要使得叁轴气浮台质心相对气浮球轴承球心的偏离尽量小,而且具备与真实航天器相同的转动惯量。为了保证气浮台质量特性可以达到设计要求,在初期设计阶段必须对转台搭载的载荷进行布局优化设计。考虑到实际研制过程中存在一些转动惯量未知以及不可建模的组件,实际的质量特性与设计的理论值存在差异。为了便于转台质量特性的量化评估,可通过辨识获得其质量特性。针对叁轴气浮台质量特性的优化设计和参数辨识问题,本文展开了以下研究工作:首先,针对叁轴气浮台质量特性优化设计问题,提出一种基于粒子群的载荷布局优化设计方法。以载荷形心位置和载荷转角为设计变量,以质心位置和转动惯量为优化的性能指标,建立设备的布局优化模型,并给出了载荷间几何不干涉算法。采用线性加权和法将多目标优化问题转化为单目标优化问题求解。然后通过粒子群优化算法进行仿真,证明了该质量特性优化设计算法行之有效。其次,针对叁轴气浮台质量特性参数辨识问题,建立叁轴气浮台的姿态动力学模型。通过仿真对比基于3D摆的姿态动力学模型和简化的姿态动力学模型,发现在质心偏量不大的前提下,两模型对姿态运动的描述差别不大。故采用简化的姿态动力学模型进行参数辨识。接着,提出了两种基于最小二乘法的叁轴气浮台转动惯量和质心位置联合参数辨识方法。一种是以转台姿态动力学方程为原型并结合跟踪微分器而建立的TD-RLS参数辨识模型。另一种是以积分形式的姿态动力学方程为原型建立的IRLS参数辨识方程。通过数学仿真发现IRLS方法在辨识精度和收敛速度上优于TD-RLS。但是,这两种方法对惯性积和质心位置这种小量的辨识精度都不高。最后,为了解决小量辨识精度不高的问题,提出了一种转动惯量和质心位置并发递推辨识的策略。为了对比分析联合参数辨识方法和并发递推参数辨识方法的区别,采用奇异值分解的方法对两种方法的观测矩阵进行了可辨识性和可辨识度分析,发现并发递推算法可大幅度减小观测矩阵的条件数,提高观测矩阵的性能。通过数学仿真对并发递推辨识算法进行验证,结果表明并发递推辨识算法可大幅度提高小量的辨识精度。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
牛天资[7]（2018）在《气浮台协调编队控制及3D实时仿真》一文中研究指出伴随着航天技术的发展,气浮台全物理仿真系统以其较低的构建成本、较长的持续时间和较小的扰动引入等优点越来越受到人们的重视。基于3自由度卫星模拟器的气浮台系统可以在一定程度上模拟太空微重力环境,对各种进行各种空间任务的研究具有极其重要的辅助作用。多卫星协调运行可以完成单个卫星无法完成的更加复杂的航天任务,国内外的一些高校和科研机构已经开展了气浮台编队系统的研究工作,并取得了丰硕的研究成果。本文以一种3自由度卫星模拟器为研究对象,建立了NCSLab(Networked Control System Laboratory)虚拟实验平台,扩展了NCSLab的功能,提出了一种编队算法,并给出了Lyapunov稳定性证明,该算法在3D虚拟实验室得到了实现,并在气浮台全物理仿真系统进行了实验,说明了该算法的有效性。首先介绍了卫星模拟器的结构和工作方式,根据基础力学和刚体动力学的知识,建立体坐标系和惯性坐标系对卫星模拟器的运动进行数学描述,并介绍了一些编队理论基础知识。其次推导了卫星模拟器的运动学方程和动力学方程,建立了卫星模拟器的状态空间方程。根据卫星模拟器的数学模型,设计卫星模拟器轨迹跟踪算法,将其分解成两个子系统——速度闭环控制系统和位置闭环控制系统,运用比较引理和Lyapunov稳定性等相关知识证明了控制系统的稳定性。然后采用改进跟随领航者方法,为每个卫星模拟器设定虚拟跟踪对象,设计了卫星模拟器的编队算法。并完成了编队算法的S-function的编写。然后基于NCSLab虚拟实验平台的扩展功能,绘制卫星模拟器的3D虚拟模型,设计卫星模拟器的3D动画,在NCSLab虚拟实验平台上搭建了气浮台的3D虚拟实验环境。网络化虚拟实验室不仅可以观察算法实时运行时的各参数变化,还可以观察虚拟仪器在虚拟实验场景中的运行状况,解决了卫星模拟器一次实验准备过程繁琐,实验时间短,氮气损耗严重的问题。最后在3D虚拟实验平台和气浮台全物理仿真平台做了单个卫星模拟器和叁个卫星模拟器编队的典型轨迹的跟踪,结果表明3D虚拟仿真实验,编队系统可以稳定的运行,误差均保持在可接受的范围内。全物理仿真实验虽然实验条件存在一些限制,但编队系统仍然可以稳定的运行,并具有一定的抗干扰能力。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
陈保秀[8]（2018）在《六自由度气浮台垂向补偿控制系统设计》一文中研究指出随着科技水平的进步,人们对于外太空的探索的需求愈加强烈、迫切,作为航天探索工具的航天器在探索的过程中起到了不可或缺的作用。在太空中的任务较为繁琐,空间环境复杂,这对航天器的设计和研制提出了严格的要求。所以在地面进行航天器的测试实验显得尤为重要和必要,六自由度气浮台仿真系统试验就是其中之一。六自由度气浮台仿真系统包含轨道器和上升器,可充分模拟航天器在轨交会对接的过程,进而有效地减少了测试的成本,而且可以进一步优化执行任务的效果。为使交会对接的过程更加稳定、迅速,本文将对轨道器的垂向补偿控制系统和上平台的质心稳定控制系统进行深入的研究。首先,针对于垂向气浮轴承,分析了垂向控制整个运行的过程,综合考虑不同影响因素如气膜阻力、电气比例阀等对垂向控制系统的影响,采用部件级建模的方法,建立各部分的模型,并考虑滞后因素,结合整体受力,得到压力控制系统模型和垂向位移控制系统模型。并仿真验证了系统模型的可行性。其次,对于级联控制系统的内部压力环路具有滞后回路的情况,Smith的预测控制被用于执行补偿控制。外环先采用数字增量式PID控制器,内环采用Smith预估控制器对滞后环节进行初步的补偿控制。针对模型存在的失配情况,改进设计了基于超稳定性原理的改进Smith预估控制器。而后,结合实时性控制等要求,设计了基于改进模糊控制器与PID控制器并联组成的复合控制器作为外环的控制器。对整个补偿控制的效果进行优化,然后对不同的控制方案进行比较和仿真验证。再次,对轨道器的姿态上平台的质心稳定控制系统的工作原理和过程进行了研究与分析。并结合罗德里格斯参数的建模方法,建立了上平台的质心控制系统模型。根据抗干扰和快速稳定的要求,设计了快速非奇异终端滑模控制器,对比了其和PID控制器的性能。仿真对比了两种控制算法的效果。最后,对垂向补偿控制系统和质心稳定控制系统的硬件系统进行选型,搭建了软、硬件系统。设计人机交互界面,编写控制程序并对提出的控制方案进行工程实验测试。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
李丹阳[9]（2018）在《叁轴气浮台质量特性辨识相关技术研究》一文中研究指出利用叁轴气浮台进行卫星地面全物理仿真试验时,叁轴气浮台上面需要安装各种试验设备和转动部件等,这些部件安装完之后台体是不平衡的且质量特性未知,因此本文针对叁轴气浮台在线调平衡和质量特性辨识算法进行研究,对叁轴气浮台模拟卫星高精度的姿轨控试验具有重要的研究意义。首先,研究了叁轴气浮台的数学建模问题。基于叁轴气浮台的工作原理,分析台体所处的试验环境和所受到的干扰力矩等因素,对于叁轴气浮台进行运动学和动力学建模分析,为后面的试验打下理论基础。搭建叁轴气浮台仿真实验平台,为验证质量特性辨识模型的准确性做准备。然后,研究了叁轴气浮台的自动调平衡问题。在粗调平衡的基础上,提出一种基于动力学反推的质心位置辨识算法,并分析算法中参数的选择对于辨识结果的影响。根据辨识出的质心的位置设计一种质量块的调节方法,补偿不平衡力矩,使质心与转动中心重合,达到在线调平衡的目的。其次,研究了基于最小二乘法的质量特性辨识问题。设计一种基于基本最小二乘法的质量特性辨识算法,并利用叁轴气浮台仿真实验平台验证算法的辨识准确性。针对基本最小二乘引入微分环节并忽略了干扰力矩的缺点,设计基于最小二乘法的高精度质量特性辨识方法,同理采用叁轴气浮台仿真试验平台验证算法的准确性。最后,研究了基于萤火虫算法和模拟退火算法的质量特性辨识问题。为了进一步提高质量特性的辨识精度,设计出基于萤火虫算法和模拟退火算法的质量特性辨识方法,利用叁轴气浮台的数字仿真平台验证两种方法的有效性,并比较两者的辨识精度。最后在实际系统中利用四种辨识方法对叁轴气浮台进行质量特性辨识,验证算法在实际工程中的有效性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
周宇航,刘锦阳,武泽,余征跃[10]（2017）在《气浮台-复合材料层合板多体系统的刚-柔耦合动力学研究》一文中研究指出基于非线性应变和位移关系,忽略横向剪切变形,用绝对节点坐标法建立了大变形复合材料层合板几何非线性动力学模型。在此基础上,综合考虑层合板风阻和气浮台风阻的影响,建立了气浮台-复合材料层合板多体系统的刚-柔耦合动力学模型。为了真实反映物体之间的约束关系,将气浮台和层合板之间的约束表示为面与面的固定约束。在单轴气浮台动力学仿真实验平台上进行了带有角位移驱动的复合材料层合板大变形刚-柔耦合动力学实验,验证了理论模型的正确性。比较了传统的点固定约束与面固定约束的计算结果差异,阐明了面固定约束的合理性。此外,分析了层合板风阻和气浮台风阻对仿真结果的影响,说明了考虑层合板风阻的必要性。(本文来源于《振动工程学报》期刊2017年05期）
气浮台论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对六自由度气浮台垂向控制系统,考虑垂向气浮轴承气腔体积变化、气膜漏气不均衡和气源输入时变性等因素,可以看作内环含有滞后的非线性串级控制系统。由于被控对象参数未知且时变,仅用双闭环PID控制不能有效补偿参数、滞后对系统的不利影响。故在对垂向控制系统进行垂向位移和气压控制的基础上,采用基于遗传算法优化的BP神经网络算法对参数、滞后时间进行在线辨识,利用辨识模型结合两级Smith预估控制进行实时闭环控制。仿真结果与理论一致,证明了辨识算法的正确性、有效性。上述算法与两级Smith预估控制共同应用于双闭环控制时,极大改善系统的抗干扰性、实时性,并提高了垂向控制的稳定性及鲁棒性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
气浮台论文参考文献
[1].王源.基于混合粒子群算法的叁轴气浮台平台优化设计[D].沈阳工业大学.2019
[2].陈保秀,王岩.基于优化算法的六自由度气浮台垂向控制[J].计算机仿真.2018
[3].吴敬玉,陈秀梅,钟超,李小斌,裴甲瑞.基于叁自由度气浮台卫星姿态控制系统仿真[J].兵工自动化.2018
[4].余维,何益康,周连文,谢任远.基于单轴气浮台的航天器运动部件干扰力矩地面标定方法研究[J].计算机测量与控制.2018
[5].尹远浩.叁自由度气浮台设计及关键技术研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[6].林海奇.叁轴气浮台质量特性优化设计及其参数辨识方法研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[7].牛天资.气浮台协调编队控制及3D实时仿真[D].哈尔滨工业大学.2018
[8].陈保秀.六自由度气浮台垂向补偿控制系统设计[D].哈尔滨工业大学.2018
[9].李丹阳.叁轴气浮台质量特性辨识相关技术研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[10].周宇航,刘锦阳,武泽,余征跃.气浮台-复合材料层合板多体系统的刚-柔耦合动力学研究[J].振动工程学报.2017
论文知识图
