柔性索支撑Stewart平台动力学建模与PD控制仿真

"柔性支撑 Stewart平台动力学与控制仿真 (2003年)，大射电望远镜项目，多体系统动力学，PD控制律，数值仿真，馈源稳定，Stewart平行机构" 本文主要探讨了在大射电望远镜项目中的一个重要技术问题——如何利用柔性支撑的Stewart平台作为馈源稳定装置来减少振动。Stewart平台是一种六足杆平行机构，通常用于精密定位和控制应用，其运动平台和固定平台之间存在复杂的动力学耦合关系。在这样一个大型科学工程中，馈源的稳定性对于望远镜的观测精度至关重要。 作者采用了多体系统动力学的方法，这是一种考虑系统中各部件相互作用的动态分析工具，特别适合处理像Stewart平台这样具有多个活动部件和复杂约束条件的系统。通过这种方法，他们建立了一个能够描述柔性索支撑的Stewart平台运动特性的数学模型。这个模型能够反映平台在受力和控制下的动态行为。 在建立模型的基础上，文章提出了一种基于预测平台位置的PD（比例-微分）控制策略。PD控制器是一种常见的反馈控制系统，它结合了比例控制的快速响应和微分控制的抗振性能，以改善系统的跟踪性能和抑制振动。在文中，这种控制策略被应用于Stewart平台，以实现对馈源振动的有效抑制。 为了验证控制策略的有效性，研究人员进行了数值仿真。通过模拟平台的运动和振动，他们证明了采用Stewart平台作为二次精调稳定平台可以显著降低馈源的振动，从而提高望远镜的观测质量。这一研究结果支持了将Stewart平行机构作为控制系统的一个可行选择。 此外，研究还为Stewart平台的正常运行提供了设计参数要求。这包括对柔性索的材料选择、强度、刚度以及控制系统的参数优化等方面，确保平台能够在保持高精度的同时，稳定且有效地工作。 这篇论文对大射电望远镜中Stewart平台的动力学特性、控制策略和实际应用进行了深入研究，为类似工程提供了理论基础和技术指导。其贡献不仅在于解决了具体项目的挑战，还在于推动了多体系统动力学和精密控制领域的理论发展。