一种悬吊式恒拉力系统的间接力控制策略设计与仿真验证

针对现有恒力控制常用的直接力控制策略对拉力波动较为敏感系统稳定性差且在大冲击下力误差会显著增大的问题,基于建立的恒拉力系统动力学模型,提出了一种间接力控制策略,控制电机保证恒拉力机构的输入端转角对输出端转角的跟随,从而间接的实现吊索力的恒定控制,外界的冲击扰动则由恒拉力机构缓冲抑制。MATLAB和ADAMS的联合仿真验证了控制算法的可行性和抗扰动特性。

恒拉力系统的设计及系统固有频率和频响函数分析

目的针对地面悬吊法模拟失重快速运动过程中较难实现恒定拉力的提供,设计一种能够实现较高精度的快速响应与补偿并能够稳定输出的恒拉力系统。方法首先依据低重力系统主动悬吊法原理设计恒拉力系统,其次根据拉格朗日定理推导系统动力学模型方程,最后通过MATLAB编译程序求解系统中执行部件频响函数。结果通过求解固有频率,改变参数去除了三阶固有频率奇异点,并得出各阶固有频率偏离电机减速机输出频率,同时得出激振频率与执行部件振幅关系。最终选定弹簧为40000 N/m,直线电机、支轨与压簧部分质量提升到13 kg,使得系统稳定输出,快速响应。结论构建了恒拉力系统,系统不会发生共振,执行部件共振点与平稳点对应的频率与自身质量和末端弹簧刚度有关,最终能够调整参数实现恒拉力系统快速响应与稳定输出。

悬吊式微低重力环境模拟技术研究现状与展望

宇航空间中的微低重力环境使得所处其中的航天器和宇航员表现出与在地面重力环境下不同的受力状态和动态性能,因此需要在地面对这种微低重力环境进行模拟。综述了目前常用的几种微低重力模拟方法,其中悬吊法因为模拟时间长、模拟范围大、不引入附加惯量的优势被广泛采用。从微低重力模拟原理角度对现有的悬吊式微低重力模拟系统研究成果进行了分类和国内外研究现状的综述。根据微低重力模拟的需求归纳了悬吊式微低重力模拟系统的2条设计准则和3个关键技术,详细综述了这3个关键技术的研究现状。探讨了未来悬吊式微低重力模拟系统设计方面和3个关键技术方面的发展趋势。