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《东北大学》 2009年
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挠性航天器的姿态控制及振动抑制研究

通雁辉  
【摘要】:随着航空航天技术的不断发展,挠性航天器的姿态控制问题变得越来越重要,人们对挠性航天器的稳定性以及控制精度也提出了更高的要求。在挠性航天器的姿态控制问题中,因为要考虑姿态机动和挠性结构振动之间的耦合作用,从而对控制提出了更大的挑战。本文研究了一类中心刚体带两反对称安装的挠性附件结构的航天器,其模型可用中心-梁系统近似描述。主要工作包含以下几个部分: 首先,对挠体建模理论和挠体振动控制理论的发展及研究现状进行了综述,介绍了挠性航天器系统的建模过程和姿态控制方法。 其次,针对中心-梁系统,基于混合坐标法的模化方法和Hamilton原理,同时考虑挠性附件轴向和横向变形之间的耦合作用,建立了挠性航天器的分布参数模型,采用假设模态法对系统进行离散化,获得了挠性航天器系统的一阶近似耦合动力学模型,在此基础上推导出便于控制律设计的简化模型,并对挠性航天器的动力刚化现象进行了分析。 然后,鉴于滑模变结构控制的强鲁棒性这一优点,应用变结构控制以及Lyapunov方法,对挠性航天器的数学模型进行控制系统设计,利用Matlab中的Simulink工具箱对所设计的控制系统进行仿真,仿真结果表明所设计的控制器不仅能够实现准确的姿态控制,而且对航天器挠性附件的结构振动也起到很好的抑制作用。 随后,考虑到在实际控制中并非所有状态都可测这一现实,针对挠性航天器的数学模型,基于Walcott-Zak观测器的基本思想,进行了滑模观测器的设计,同时进行了仿真分析,结果表明所设计的观测器能够有效观测出挠性航天器系统的所有状态,并被应用到所设计的控制器中,取得良好的控制效果。 最后,对本文所做的工作进行了总结,并指出有待进一步研究的方向。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:V448.2

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋立忠,温洪,姚琼荟;离散变结构控制系统的变速趋近律[J];海军工程学院学报;1999年03期
2 周连文;周军;李卫华;;挠性航天器姿态机动的主动振动控制[J];火力与指挥控制;2006年06期
3 吴宏鑫,刘一武,刘忠汉,解永春;特征建模与挠性结构的控制[J];中国科学E辑:技术科学;2001年02期
4 刘春梅,沈毅,胡恒章;一类挠性卫星的受限变结构控制[J];空间科学学报;2000年01期
5 刘金琨;孙富春;;滑模变结构控制理论及其算法研究与进展[J];控制理论与应用;2007年03期
6 冯勇,鲍晟,余星火;非奇异终端滑模控制系统的设计方法[J];控制与决策;2002年02期
7 米阳,李文林,井元伟,刘晓平;线性多变量离散系统全程滑模变结构控制[J];控制与决策;2003年04期
8 李俊宝,张景绘,任勇生,张令弥;振动工程中智能结构的研究进展[J];力学进展;1999年02期
9 孙德滨;程勉;高为炳;;非线性变结构控制系统的综合[J];自动化学报;1989年03期
10 陈涛;胡超;黄文虎;;航天器姿态调整时的变结构控制与振动抑制方法[J];宇航学报;2007年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 仝西岳;挠性多体航天器动力学建模与姿态控制技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 白圣建;挠性航天器的建模与控制方法研究[D];国防科学技术大学;2005年
2 孙英梅;卫星挠性部件的输出反馈变结构控制[D];哈尔滨工业大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨玉东;刘保连;;基于模糊滑模控制器的PMSM伺服系统[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
2 王庆雷;李德才;;磁性液体阻尼减振器的实验研究[J];北京交通大学学报;2012年01期
3 许大浦,姜丽璠;论85-ⅡAP坦克陀螺仪组性能改进[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1999年03期
4 唐超颖,沈春林;非线性不确定系统的变结构控制[J];兵工自动化;2003年03期
5 米文鹏;洪成华;杨建飞;;导弹姿态控制系统的全程模糊滑模控制设计与仿真[J];兵工自动化;2008年09期
6 宋建梅;某型导弹滑模观测器设计[J];兵工学报;2003年03期
7 刘宇;原建平;侯朝焕;;水下自导武器导引律研究[J];兵工学报;2008年04期
8 吴盘龙;薄煜明;胡瑞;;简易制导炸弹坐标转换的误差分析与修正[J];兵工学报;2008年10期
9 杨俊鹏;祝小平;;无人机倾斜转弯非线性飞行控制系统设计[J];兵工学报;2009年11期
10 肖敏;史忠科;;主动攻击水雷出水姿态控制和弹道仿真[J];兵工学报;2010年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢永;蔡国平;刘松;;基于输入和输出数据的柔性板的时域空间建模与主动控制研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 孟斌;吴宏鑫;;高超声速飞行器基于特征模型的自适应控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 武玉强;马新;宗广灯;;永磁同步电动机系统的有限时间跟踪控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 杨林;樊立萍;;基于模糊的电气伺服系统等效滑模变结构控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 管力明;林剑;胡更生;;基于滑模控制的无轴单张纸输纸机同步控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 周振威;方海涛;;线性定常系统特征模型的特征参量辨识[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 刘现明;高存臣;;基于观测器的时变时滞离散系统的变结构控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 靳添絮;刘立;陈树新;卢月品;;伺服系统位置控制中基于扩展状态观测器的变结构控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 ;The Sliding Mode Control Method of Grid-Connected Inverter Applied to Three-Phase Intermittent Power Supply[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 于亚洲;;DC-DC变换器的自适应离散滑模控制[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘翔宇;基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性研究[D];合肥工业大学;2010年
2 陈江辉;Buck型逆变器高阶系统布尔型滑模控制及反馈线性化最优控制研究[D];华南理工大学;2010年
3 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
4 张志锋;感应电机无速度传感器直接转矩控制关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
5 张勇;交通流的非线性分析、预测和控制[D];北京交通大学;2011年
6 王苏敬;大功率机车柴油机时间控制式燃油喷射控制系统研究[D];北京交通大学;2011年
7 孙卫明;科学与工程计算中的Fourier级数多尺度方法[D];北京交通大学;2011年
8 毕胜;变结构飞行器的多刚体建模和姿态控制[D];中国科学技术大学;2010年
9 胡锐;惯性辅助GPS深组合导航系统研究与实现[D];南京理工大学;2010年
10 张平均;共振式水泥混凝土路面破碎车控制及故障诊断系统的关键技术研究[D];中南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
2 商亮亮;先进PID算法研究及其在开口闪点仪温控系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
3 何凤平;迟滞系统的滑模变结构控制算法研究[D];浙江理工大学;2010年
4 张杰;近水面作业的机器人综合减摇机理研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 姜辉;二级倒立摆控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 吴学强;挠性寻北仪的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 朱志伟;基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器研究[D];大连理工大学;2010年
8 成杰;变结构控制在阵列式磁集成电压调整模块中的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2008年
9 雷家宁;三相光伏并网发电系统研究[D];长沙理工大学;2010年
10 刘现明;时滞离散广义系统的稳定性与控制[D];中国海洋大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄东胜,黄方林,顾松年;一种改进的动力缩聚及模型修正的方法[J];长沙铁道学院学报;1996年04期
2 阎绍泽,黄铁球,吴德隆,范晋伟;空间飞行器柔性附件动力学建模方法研究[J];导弹与航天运载技术;1999年02期
3 肖雁鸿,葛召炎,周靖林,彭永进;全滑模变结构控制系统[J];电机与控制学报;2002年03期
4 刘启明;模糊滑模变结构控制设计[J];复旦学报(自然科学版);2004年05期
5 文献民,王本利,马兴瑞;复合材料圆管构件等效模量的计算方法[J];复合材料学报;1999年02期
6 曲广吉,程道生;复合柔性结构航天器动力学建模研究[J];中国工程科学;1999年02期
7 张德文;结构动力分析中的逐级近似缩聚法[J];固体力学学报;1994年04期
8 徐国顺,姚琼荟,吴汉松;固定形式的变结构控制对应的趋近律[J];海军工程学院学报;1998年04期
9 周军,陈新海;大型柔性空间结构的变结构模型参考自适应控制[J];航空学报;1992年04期
10 张希农,陈灵,张景绘;低控制电压的杂交阻尼[J];航空学报;1998年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 张晓宇;变结构控制系统抖振问题的研究[D];浙江大学;2003年
2 刘镠;带挠性太阳帆板的三轴稳定卫星姿态控制系统分析与设计研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 刘志臻;波吸收器在挠性空间结构振动控制中的应用研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 陈荣娟;建立大柔性多体结构航天器的动力学模型与面向控制的仿真平台[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
5 王小华;挠性体振动控制研究[D];南京理工大学;2003年
6 吴印泽;挠性体振动控制中传感器/致动器位置的优化配置[D];南京理工大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李勇,吴宏鑫;一类挠性航天器的变结构控制[J];宇航学报;1998年01期
2 蔡建;王芳;张洪华;;一种无角速度信息的挠性航天器姿态控制方法[J];空间控制技术与应用;2009年02期
3 李勇;挠性航天器快速大角度机动的非线性模型与控制[J];中国空间科学技术;1998年04期
4 靳永强;刘向东;王伟;侯朝桢;;基于模态观测器的挠性航天器姿态控制[J];宇航学报;2008年03期
5 王晓磊,吴宏鑫;挠性航天器振动抑制的自适应方法及实验研究[J];宇航学报;2005年03期
6 周连文;周军;李卫华;;挠性航天器姿态机动的主动振动控制[J];火力与指挥控制;2006年06期
7 朱良宽;马广富;侯云忆;张利国;;挠性航天器姿态机动的自适应滑模控制[J];北京工业大学学报;2009年01期
8 刘军;韩潮;;挠性航天器大角度机动的振动抑制控制[J];系统仿真学报;2008年07期
9 周连文,周军;挠性航天器大角度机动的变结构控制[J];航天控制;2003年03期
10 胡庆雷;马广富;姜雪原;;分力合成和智能材料相结合的振动控制方法[J];哈尔滨工业大学学报;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李广勇;李季苏;;大型挠性变结构仿真器在挠性航天器控制系统仿真中的应用研究[A];'99系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];1999年
2 孟云鹤;;挠性航天器动力学建模与耦合特性研究[A];The 5th 全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2011年
3 马齐;张侃健;孙长银;冯纯伯;;关于挠性航天器的变结构姿态控制[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
4 张军;徐世杰;;基于SDRE方法的挠性航天器姿态控制[A];全国第十二届空间及运动体控制技术学术会议论文集[C];2006年
5 王晓磊;吴宏鑫;;挠性航天器的非线性机动控制[A];第二十二届中国控制会议论文集(上)[C];2003年
6 仝西岳;李东旭;;一类拓扑结构的挠性多体航天器的动力学建模[A];系统仿真技术及其应用(第7卷)——'2005系统仿真技术及其应用学术交流会论文选编[C];2005年
7 李智斌;王照林;;挠性航天器几何非线性模型及智能PID控制[A];2003年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2003年
8 杜磊;杨照华;郭雷;;带挠性附件小卫星的自抗扰控制[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
9 吕文军;戈新生;;基于能量的3D刚体摆的姿态控制研究[A];第七届全国多体系统动力学暨第二届全国航天动力学与控制学术会议会议论文集[C];2011年
10 邹奎;戈新生;;基于分层滑模方法的3D刚体摆的姿态控制[A];第七届全国多体系统动力学暨第二届全国航天动力学与控制学术会议会议论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 贺军荣;我省武警人员为“神七”发射守时[N];陕西日报;2008年
2 邹丽梅 陈耀群;江苏科大声纳拖曳系统姿态控制研究项目通过鉴定[N];中国船舶报;2005年
3 记者 肖国强 通讯员 单泠 周玮;小小皮星闪耀太空[N];浙江日报;2010年
4 付东红;ADHD患儿应在十一岁时进行前庭刺激训练[N];中国医药报;2007年
5 新华;风云二号E星成功定点[N];中国航天报;2008年
6 贺军荣;武警渭南支队分秒不差[N];陕西日报;2007年
7 ;神六回家[N];新华每日电讯;2005年
8 本报记者  石蕴璞 通讯员  王飞;化学推进剂:送“神舟”上天的神奇动力[N];洛阳日报;2006年
9 中国空间技术研究院《神舟报》主编 高级政工师 孙宏金;解读“嫦娥一号”探月卫星[N];中国知识产权报;2007年
10 本报记者 黄希;火箭新兵“长三丙”[N];中国航天报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 白圣建;挠性航天器的刚柔耦合动力学建模与姿态控制[D];国防科学技术大学;2011年
2 姜野;控制受限的挠性航天器姿态容错控制[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 司洪伟;大挠性航天桁架结构动力学建模及其主动模糊控制研究[D];国防科学技术大学;2006年
4 蔡鹏;挠性航天器建模与姿态控制系统研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 朱良宽;挠性航天器姿态鲁棒非线性控制算法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
6 胡庆雷;挠性航天器姿态机动的主动振动控制[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 周黎妮;考虑动量管理和能量存储的空间站姿态控制研究[D];国防科学技术大学;2009年
8 张利宾;火箭上面级导航、中途修正与姿态控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 李东;皮卫星姿态确定与控制技术研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2005年
10 胡立坤;一类簇状刚挠航天器模型与逆系统方法姿态控制研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 通雁辉;挠性航天器的姿态控制及振动抑制研究[D];东北大学;2009年
2 陈墨瀚;挠性航天器建模与姿态控制技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 卞帅;角速度受限的挠性航天器姿态机动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 肖冰;带有输入饱和的挠性航天器姿态跟踪鲁棒控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 张立尧;挠性航天器姿态机动和振动抑制的自适应控制[D];燕山大学;2011年
6 张桂杰;挠性航天器的滑模变结构控制[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 白圣建;挠性航天器的建模与控制方法研究[D];国防科学技术大学;2005年
8 黄厚田;空间站姿态控制特性分析[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 李英;空天飞行器的姿态控制及欠驱动控制研究[D];东北大学;2009年
10 陈绍红;充液航天器的晃动抑制与鲁棒姿态控制[D];哈尔滨工业大学;2011年
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