柔性衛(wèi)星大角度快速機(jī)動(dòng)穩(wěn)定控制算法研究.pdf

1、衛(wèi)星姿態(tài)快速機(jī)動(dòng)穩(wěn)定控制技術(shù)是光學(xué)衛(wèi)星三維成像的關(guān)鍵技術(shù)之一。本學(xué)位論文對(duì)攜帶柔性附件衛(wèi)星的快速機(jī)動(dòng)穩(wěn)定控制算法展開(kāi)了研究，主要完成以下幾個(gè)方面的工作：
　　建立了衛(wèi)星姿態(tài)動(dòng)力學(xué)單軸模型，引入了適用于衛(wèi)星快速機(jī)動(dòng)穩(wěn)定控制的輸入成形理論，并分析了各種不同的成形器對(duì)頻率變化的敏感性。為提高控制系統(tǒng)的魯棒性，根據(jù)整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的振動(dòng)頻率和阻尼比信息設(shè)計(jì)了前饋魯棒多模態(tài)輸入成形器，采用了一種基于輸入成形和反饋控制聯(lián)合的主動(dòng)振動(dòng)抑制策略。仿真

2、結(jié)果表明該策略能成功地抑制柔性附件的振動(dòng)及減小系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)時(shí)間，并使系統(tǒng)對(duì)參數(shù)的攝動(dòng)具有魯棒性。
　　為進(jìn)一步提高輸入成形理論對(duì)外界干擾的抵抗能力，提出了輸出成型和動(dòng)態(tài)變結(jié)構(gòu)輸出反饋相結(jié)合的控制算法，來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性衛(wèi)星姿態(tài)快速機(jī)動(dòng)與穩(wěn)定控制。首先，將單軸柔性動(dòng)力學(xué)方程變換為成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)空間的形式。其次，研究了輸出反饋?zhàn)兘Y(jié)構(gòu)控制器的滑模平面設(shè)計(jì)方法。最后在考慮噴氣脈沖延遲、參數(shù)不確定性和外部干擾的境況下，提出了結(jié)合輸入成形和變結(jié)構(gòu)控制理論的

3、輸出反饋控制算法。仿真結(jié)果表明，該控制算法可以減少機(jī)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間，大幅降低在姿態(tài)快速機(jī)動(dòng)過(guò)程中的柔性附件振動(dòng)，且對(duì)參數(shù)攝動(dòng)具有較強(qiáng)的魯棒性。
　　針對(duì)柔性衛(wèi)星三軸大角度快速機(jī)動(dòng)控制，提出了一種形式簡(jiǎn)潔的變結(jié)構(gòu)輸出反饋跟蹤控制算法。首先，提出了繞歐拉軸機(jī)動(dòng)以“bang-off-bang”運(yùn)動(dòng)的形式設(shè)計(jì)姿態(tài)參考軌跡；其次，在柔性衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)方程的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了柔性衛(wèi)星相對(duì)參考軌跡的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)方程；最后，設(shè)計(jì)了變結(jié)構(gòu)輸出反饋跟蹤控制算法，并證