柔性航天器變結(jié)構(gòu)姿態(tài)控制方法研究.pdf

1、本文的研究對(duì)象是帶有柔性附件的大型柔性航天器，研究了其大角度姿態(tài)機(jī)動(dòng)控制，機(jī)動(dòng)過(guò)程中的振動(dòng)抑制以及姿態(tài)跟蹤控制等問(wèn)題。首先分析了該課題背景并研究該課題的目的和意義。對(duì)柔性航天器動(dòng)力學(xué)建模和各種姿態(tài)控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了討論。針對(duì)變結(jié)構(gòu)控制過(guò)程中的抖振問(wèn)題，采用了輸入成形器和正位置反饋補(bǔ)償器兩種振動(dòng)抑制方法并對(duì)他們的概況進(jìn)行了闡述。然后利用拉格朗日方法推導(dǎo)了柔性航天器的非線性動(dòng)力學(xué)方程，并對(duì)柔性系統(tǒng)用模態(tài)分析法將其化為便于數(shù)值仿真的常微

2、分常，為后續(xù)姿態(tài)控制器的分析和設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。針對(duì)受到干擾力矩作用的柔性航天器姿態(tài)控制問(wèn)題設(shè)計(jì)了經(jīng)典控制器和變結(jié)構(gòu)控制器，并進(jìn)行了仿真分析對(duì)比。仿真結(jié)果表明，變結(jié)構(gòu)控制能夠較好抑制附件振動(dòng)，提升中心剛體指向精度，并極大提高系統(tǒng)抗干擾能力。針對(duì)使用噴氣推力器作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的航天器，設(shè)計(jì)了脈沖調(diào)寬調(diào)頻調(diào)制器，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，結(jié)果表明設(shè)計(jì)的調(diào)制器能夠滿足設(shè)計(jì)需求。針對(duì)變結(jié)構(gòu)控制存在的抖振問(wèn)題，設(shè)計(jì)了輸入成形器和正位置反饋補(bǔ)償器，并分別與變結(jié)構(gòu)控制