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Investigación sobre el Control de Compensación de Perturbaciones y la Identificación de Parámetros de una Plataforma Planar Flotante de Aire con Múltiples Cojinetes de Aire Basada en ADRC

Autores: Xu, Chuanxiao; Kang, Guohua; Wu, Junfeng; Li, Zhen; Tao, Xinyong; Zhou, Jiayi; Wu, Jiaqi

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Investigación sobre el Control de Compensación de Perturbaciones y la Identificación de Parámetros de una Plataforma Planar Flotante de Aire con Múltiples Cojinetes de Aire Basada en ADRC


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Nave espacial
Plataforma de cojinetes de aire
Sistema de control
Rechazo de perturbaciones
Experimento de simulación
Pruebas en tierra

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 39

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La plataforma de simulación de microgravedad de la nave espacial es un componente crucial del sistema de pruebas en tierra de la nave espacial. Las perturbaciones especiales, como la planitud y rugosidad de la superficie de contacto entre los cojinetes de aire y la plataforma de granito, afectan cada vez más la precisión del control del experimento de simulación a medida que aumenta el número de cojinetes de aire. Para abordar este problema, este documento desarrolla un novedoso sistema de control de compensación basado en el Control de Rechazo de Perturbaciones Activas (ADRC), que estima y compensa las fuerzas y momentos perturbadores causados por la rugosidad y nivelación de la superficie de contacto, mejorando así la precisión de control del sistema de simulación en tierra de la nave espacial. Se establece un modelo dinámico de la plataforma de múltiples cojinetes de aire bajo perturbación. Se diseña un algoritmo ADRC en cascada basado en el Observador de Estado Extendida Lineal (LESO). Se utiliza el método de iteración de Gauss-Newton para identificar los parámetros del coeficiente de fricción deslizante y el ángulo de inclinación de la plataforma de cojinetes de aire. Se construye una plataforma experimental de simulación física completa para naves espaciales con propulsión basada en rotores, y se valida el algoritmo propuesto. Los resultados experimentales muestran que en una superficie de mármol con una planitud de grado 00, un ángulo de inclinación general de 0-1 grados y un coeficiente de fricción superficial de 0-0.01, la precisión de control de posición para la nave espacial simulada puede alcanzar 1.5 cm, y la precisión de control de actitud puede alcanzar 1 grado. En condiciones ideales, la precisión de identificación para el coeficiente de fricción de la superficie de contacto es de 2 x 10, y la precisión de reconocimiento para la nivelación general de la superficie de mármol puede alcanzar 1 x 10, sentando las bases para experimentos de simulación en tierra de alta precisión de naves espaciales en escenarios de múltiples cojinetes de aire.

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