重力仪基准棱镜的高精度电磁悬浮控制及前馈补偿方法

作     者：王鑫 薛书棋 李楠 肖爱民 董文博 WANG Xin;XUE Shuqi;LI Nan;XIAO Aimin;DONG Wenbo

作者机构：中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 中国科学院大学北京100094 上海机电工程研究所上海201109 

基　　金：载人航天工程-空间应用系统项目(412021000031) 中科院科学仪器研制项目(YJKYYQ20210028) 

出 版 物：《中国惯性技术学报》 (Journal of Chinese Inertial Technology)

年 卷 期：2023年第31卷第7期

页      码：696-706页

摘      要：在地面绝对重力仪或空间微重力测量仪中,需要完成检测质量或基准棱镜无接触连续释放回收以及隔振控制。基于此设计了一种用于重力仪基准角锥棱镜的电磁悬浮控制系统,采用洛伦兹力电磁执行器,实现六自由度的电磁捕获释放控制及隔振。基于地面三自由度闭环控制下实测数据,拟合建立了输出力非线性模型,在传统PID控制的基础上,设计了前馈补偿与负刚度相结合的控制算法。在地面重力环境下进行实验,结果表明,与未加入前馈补偿控制相比较,系统启动时间从7 s缩短到4 s,系统带宽从2.5 Hz增加到4.3 Hz,加入负刚度控制使系统竖直方向振动扰动频点从7.2 Hz降低到6.2 Hz,有效提高了重力仪棱镜控制系统的控制效果和隔振性能。

主 题 词：重力仪基准棱镜 电磁悬浮控制 非线性建模 前馈补偿控制 负刚度控制 

学科分类：0711[理学-心理学类] 08[工学] 081105[081105] 0804[工学-材料学] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2023.07.009

馆 藏 号：203122996...