交会对接地面仿真系统控制方法研究与实现

摘要

随着空间技术的迅猛发展和空间战略地位的日益提高，空间对接已成为空间操作的重要任务，而交会对接地面仿真系统是验证最后逼近阶段制导与控制方法有效性的重要手段。本文主要针对交会对接地面仿真系统的控制系统依照功能对控制部分进行模块化设计。
　　首先，采用嵌入式平台PC/104 CPU充当控制器，利用单片机系统组成驱动系统，以反作用飞轮和冷喷气系统为执行机构，以惯性测量单元和视觉系统为测量装置，以工控机作为监控计算机组成控制系统的硬件结构。
　　其次，采用Microsoft Visual C++6.0作为开发工具，开发出监控计算机和星载计算机的程序。采用MSCOMM控件实现串口通信，采用了用API函数实现网络通信，采用多缓冲多线程等技术设计了监控计算机的控制界面。设计中遵循了直观、简洁的指导方针和一致性及完整性的原则。
　　再次，对于控制算法方面针对测量信号的误差，本系统采用了记忆渐进消退滤波器进行滤波，为了解决控制系统超调量与快速性之间的矛盾采用了改进PID算法、自抗扰控制器等方法解决此问题。
　　最后，进过系统的调试和反复试验以及改进，交会对接地面仿真装置系统达到了预期目的，取得了很好的效果。

目录

交会对接地面仿真系统控制方法 研究与实现

THE STUDY AND IMPLEMENTATION FOR CONTROL METHOD OF RENDEZOVUS AND DOCKING GROUND SIMULATION SYSTEM

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 本文的主要内容及结构安排

第2章 系统总体结构及硬件和软件功能设计

2.1 引言

2.2 系统总体结构

2.3 硬件需求分析及实现

2.4 软件需求分析及实现

2.5 本章小结

第3章 系统硬件设计

3.1 引言

3.2 控制器

3.3 功放驱动系统

3.4 执行机构系统

3.5 测量机构系统

3.6 本章小结

第4章 系统软件设计

4.1 引言

4.2 串口通信及 IMU 解码

4.3 网络通信与多线程

4.4 链表

4.5 定时器

4.6 本章小结

第5章 PID 算法及系统测试结果分析

5.1 引言

5.2 PID 算法

5.3 改进 PID 算法

5.4 实际系统测试分析

5.5 本章小结

第6章 自抗扰控制器

6.1 引言

6.2 从 PID 控制到自抗扰控制

6.3 自抗扰控制器的结构与原理

6.4 本章小结

结 论

参考文献

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哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢