空间高稳定精密跟瞄Stewart平台设计优化与控制方法研究

批准号:
11302010
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
28.0 万元
负责人:
李伟鹏
依托单位:
学科分类:
A0806.材料和结构的优化设计、制造与可靠性
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
宋佳、罗波、袁顺宁、柏杨、徐高楠
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中文摘要
高稳定精密跟瞄Stewart平台对保障空间精密载荷的高性能应用意义重大,而平台设计优化方法和控制方法则属于其中的核心科学问题。本项目首先针对高稳定精密跟瞄Stewart平台一体化设计优化的共性问题,研究优化近似问题的构造方法、分层优化策略及相应的优化算法;针对在轨复杂工况下的高稳定精密跟瞄Stewart平台控制问题,研究其指向/振动主动控制方法;最后,利用与真实系统典型性能一致的Stewart平台样机开展设计优化结果和控制方法的实验验证。本项目的研究成果将丰富精密结构/机构设计优化和控制的理论和方法,对推动新型空间精密跟瞄系统的应用亦有积极作用。
英文摘要
High Stability Precise Pointing Stewart(HSPPS) platform is meaningful for precise payload on-board satellits, and its optimal design and pointing/vibration control method are key technologies. For this research, the approximate modeling for HSPPS platform's integrated optimization will be established, and layered strategy and the optimaization algorithm will be studied. Further, pointing/vibration control method of HSPPS platform will be investigated in the case of tough on-board vibration enviroment. Finally, the optimal design result and the control method will be verified by experiments on HSPPS platform prototype. The research will enrich the theory and method on optimal design and active control of precise structure/mechanism as well as promote the space application of HSPPS platform.
对于一体化优化问题,项目基于条件数最优条件,以Stewart平台关键结构参数和控制器参数为构型设计变量和控制系统设计变量、以平台的雅可比矩阵条件数和控制能耗作为目标函数,构造响应面将优化模型拟合为显式非线性规划问题,采用序列二次规划方法求解非线性规划问题。此外还研究了Stewart平台台体结构优化问题。对于主动控制问题,项目内/外环控制策略以及基于Lyapunov稳定的自适应方法,设计了带辅助补偿的前馈/反馈回路和积分力反馈方法。在实验验证方面,建立了Stewart平台控制实验平台,开展了振动控制/指向控制实验研究。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
DOI:--
发表时间:2015
期刊:机械科学与技术
影响因子:--
作者:李伟鹏;黄海;黄舟
通讯作者:黄舟
Trajectory classification in circular restricted three-body problem using support vector machine
基于支持向量机的圆形受限三体问题轨迹分类
DOI:10.1016/j.asr.2015.04.017
发表时间:2015-07
期刊:Advances in Space Research
影响因子:2.6
作者:Li, Weipeng;Huang, Hai;Peng, Fujun
通讯作者:Peng, Fujun
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Chinese Journal of Aeronautics
影响因子:5.7
作者:李伟鹏;黄海;周徐斌;郑新涛
通讯作者:郑新涛
Multiple-degree-of-freedom sinusoidal vibration generation based on a hexapod platform
基于六足平台的多自由度正弦振动产生
DOI:10.1177/0959651814552718
发表时间:2015-02
期刊:Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part I-Journal of Systems and Control Engineering
影响因子:1.6
作者:Wang, Haiqiang;Huang, Hai;Zhang, Ze;Li, Weipeng
通讯作者:Li, Weipeng
DOI:--
发表时间:2015
期刊:宇航学报
影响因子:--
作者:徐高楠;黄海;李伟鹏;马炜
通讯作者:马炜
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