柔性結(jié)構(gòu)控制算法的研究與應(yīng)用.pdf

1、大口徑反射面天線被廣泛的應(yīng)用于深空探測領(lǐng)域,天線的設(shè)計口徑越大,其諧振頻率越低,在受到外部激勵時,天線結(jié)構(gòu)也越容易振蕩,加之受陣風(fēng)擾動,天線在運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生柔性振動,因此,有效的抑制天線的振動,以提高其跟蹤精度和定位精度具有十分重要的意義。本文旨在設(shè)計控制器使大口徑反射面天線具有較好的跟蹤性能,同時有效的抑制其柔性振動。
　　首先,對線性二次型(Linear Quadratic,簡稱LQ)最優(yōu)控制器予以研究,包括線性二次型調(diào)節(jié)器

2、(Linear Quadratic Regulator,簡稱LQR)和線性二次型高斯控制器(Linear Quadratic Gaussian,簡稱LQG),并對半實物仿真平臺予以介紹,通過仿真和基于半實物仿真平臺的控制實驗驗證了算法的有效性。
　　然后,對傳統(tǒng)的LQG控制器進(jìn)行改進(jìn)得到PI+LQG型控制器。首先對LQG算法控制器模型添加位置跟蹤誤差積分變量進(jìn)行擴維,進(jìn)而求取控制器。然后對估計器模型添加擾動變量進(jìn)行擴維,估計擾動項

3、用以擾動補償。通過分析仿真和實驗結(jié)果,說明了該控制器較PID可以更好的抑制柔性結(jié)構(gòu)振動,降低穩(wěn)態(tài)誤差,抗干擾能力強,對參數(shù)變化具有魯棒性,具有實際應(yīng)用的價值。
　　之后,針對LQ控制問題中加權(quán)矩陣很難選取的問題,基于粒子群優(yōu)化算法,以LQR控制為例進(jìn)行了人工智能權(quán)重矩陣優(yōu)化。通過分析仿真結(jié)果,說明了由粒子群優(yōu)化算法得出權(quán)重矩陣,進(jìn)而求取的控制器可實現(xiàn)對系統(tǒng)穩(wěn)定控制,超調(diào)小,響應(yīng)速度快。
　　最后,采用混合靈敏度H∞控制器對系