题目：基于一种小型隔振器的微振动主动控制研究

动量轮和控制力矩陀螺（CMG）是航天器实现姿态调整的关键设备，它们也是产生微振动的主要振源。这类微振动幅值较小，但是对高分辨率相机等精密仪器的性能影响很大。随着航天技术的发展，人们对星上相机的成像质量提出越来越高的要求，因此，实现对动量轮/CMG产生的微振动的控制或隔离也变得越来越迫切，本文以动量轮产生的微振动的主动控制为目标，研究内容包括：

1、基于压电智能材料设计主动隔振器，并利用有限元方法、欧拉梁理论以及压电材料的本构方程得到隔振器平台的控制模型，在ANSYS软件中建立隔振器平台的有限元模型并进行模态分析以完成模型的验证。利用模态截断法对隔振器模型作降阶处理后使用线性二次高斯（LQG）方法设计控制律，并对三种载荷工况下隔振器的主动控制效果进行仿真分析，验证该设计的有效性。

2、分析了在存在外扰动的条件下系统模型的辨识问题，给出一种基于系统状态空间方程和归一化鲁棒最小均方根（NR-LMS）理论的系统辨识方法，通过将系统的状态空间模型转化为Hankel-Toeplitz模型的形式，然后使用NR-LMS算法辨识得到状态空间模型的参数，并通过仿真和实验对该方法的有效性进行了验证。

3、使用NR-LMS算法替代原始的FxLMS的控制器参数更新算法，并使用系统的剩余误差信号和控制响应信号的估计来得到扰动响应信号的估计，然后使用此估计值作为参考信号，从而得到一种改进的FxLMS控制方法。对该控制方法进行仿真分析，结果显示改进的FxLMS控制算法能够有效抑制窄带扰动响应信号。

4、使用H∞鲁棒控制的策略并与改进的FxLMS控制一起构建一个混合控制器，并通过仿真分析验证了该混合控制器具有较好的控制效果。

5、利用dSPACE实时仿真系统和混合控制器设计方法建立了控制基于微振动主动隔振器的控制系统模型，并且使用调速电机作为扰动源对该主动隔振器的隔振性能进行了实验分析和验证。实验结果表明，在被动条件下，隔振器对高频扰动具有一定的抑制效果，但会造成低频扰动的放大，在主动控制条件下六个扰动力（矩）幅值均有明显降低，降幅在10～12dB之间。