大型复合随动平台协调控制

2012年06月20日13:41:05 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

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于占东，李　广，吕世良，唐江河

哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春

北京自动化控制设备研究所，北京

摘　　　要：针对一类大型复合随动平台的协调控制问题，利用频率分离原理，对２个执行机构的跟踪任务进行合理分配，实现平台精确跟踪。根据复合随动平台系统的性能要求和平台执行机构本身的约束条件，设计了特定的加权传函矩阵，通过Ｈ∞ 混合灵敏度方法，求解系统的鲁棒控制器。采用平衡截断法对所设计的Ｈ∞控制器进行降阶处理，并讨论了降阶控制系统的稳定性。仿真结果表明，基于频率分离的Ｈ∞混合灵敏度设计方法，可实现复合平台精确跟踪，并可以较好地解决复合随动平台的协调控制问题；平衡截断法可以有效地对控制器降阶，而对闭环控制效果带来的损失较小。

关　键　词：复合随动平台；频率分离；协调控制；Ｈ∞混合灵敏度；控制器降阶

１　引　言
随着目前科学技术的飞速发展，多功能随动天车悬吊装置应运而生。在月面环境地面模拟试验中，一方面需要利用悬吊方法抵消被悬吊的自主运动装置（如月球车等）５／６的重力，使被悬吊装置与地面间的作用力同月面等效；另一方面需要悬吊平台能精确地跟踪自主运动装置，避免悬吊平台对自主运动装置产生非月球重力方向的牵引或拉伸。天车主梁质量２０ｔ，跨度３０ｍ，轨道长３５ｍ。长轨的加工工艺很难保证系统的跟踪精度。因此选用了复合运动的方式，即在天车主梁上铺设短轨（长度２５ｍ），短轨上安装台车。随动控制要求台车中心对应自主运动装置的重心。因为台车的质量小，短轨的加工精度相对较高，故而跟踪系统可以达到很高的精度。但是这种工作方式带来另外的问题，即在完成同一任务过程中，有２个执行机构同时起作用。２个执行机构之间的协调配合问题是复合随动平台控制的关键。本文针对大型复合随动平台协调问题展开研究，目的是合理分配２个执行机构的跟踪任务，实现复合平台的精确跟踪。本文从频率分析角度，从复合平台的特性出发，对执行机构任务进行分配，控制器设计采用鲁棒Ｈ∞混合灵敏度方法实现。

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