收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

挠性卫星姿态机动及稳定控制算法研究

赖爱芳  
【摘要】:现代卫星常采用典型的中心刚体加轻质挠性附件的结构。而刚挠耦合作用的存在会使卫星姿态运动激发挠性附件振动,挠性附件振动反过来又影响卫星姿态。为提高姿态控制性能,挠性附件振动问题亟待解决。此外,挠性卫星姿态控制系统是一个多输入多输出、强耦合、存在不确定性的非线性系统。为完成卫星在轨运行任务,姿态控制系统必须具有良好的性能,这就要求姿态控制算法能够克服模型参数不确定性及外在干扰的影响。本文对挠性卫星姿态机动及稳定控制进行了研究,主要内容有:为抑制卫星姿态机动引起的挠性附件振动,在挠性卫星姿态控制系统中引入输入成形技术。针对挠性附件振动频率不确定性,分析了输入成形器的控制性能。数值仿真结果表明,所设计的EI(Extra-Insensitive)输入成形器在不增加脉冲时间长度的同时具有较强的鲁棒性。针对存在惯量参数不确定性及外在持续干扰的挠性卫星大角度姿态机动问题,设计了一种挠性卫星姿态自抗扰控制器。用扩张状态观测器观测估计惯量参数不确定性、外在干扰及挠性附件振动对姿态的影响,并实时补偿。用非线性状态误差反馈律抑制跟踪误差。为抑制大角度姿态机动引起的挠性附件振动,提出了一种基于EI输入成形技术安排过渡过程的方法,既可以减少机动过程中的挠性附件振动,又可以抑制机动后的残余振动。仿真结果表明,所提控制算法能克服参数摄动和外在持续干扰的影响,具有较强的鲁棒性。进一步,针对姿态角速度信号不可测的情况,提出了一种无角速度反馈的挠性卫星姿态自抗扰控制算法。仿真结果表明,所提控制算法在具有参数不确定性和外在干扰的情况下,完成了姿态的高性能控制。针对卫星姿态控制系统的高度非线性特性,考虑惯量参数摄动和有界干扰,提出了一种对转动惯量参数自适应的Backstepping控制算法。进一步,考虑扰动上确界未知的情况,提出了基于RBF神经网络的Backstepping控制算法,可补偿模型不确定性,实现卫星姿态的高性能控制。数值仿真结果验证了所提两种控制算法的可行性及有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王蜀泉;尹逊和;赵光恒;;用于卫星姿态机动控制的一种自适应模糊控制器[J];空间科学学报;2006年01期
2 张青斌;丰志伟;刘泽明;杨涛;;基于MOEA/D的柔性结构燃料—时间多目标优化控制研究[J];国防科技大学学报;2009年06期
3 刘泽明;张青斌;丰志伟;杨涛;;柔性空间结构时间-燃料多目标优化控制研究[J];宇航学报;2010年03期
4 周黎妮,唐国金;姿态机动开关反馈控制器消振参数优化设计[J];系统工程与电子技术;2005年07期
5 贺东雷,曹喜滨;一种轮控卫星姿态机动变结构控制器[J];空间科学学报;2005年06期
6 耿云海;张明国;曹喜滨;;挠性飞行器姿态机动脉冲调宽控制系统设计[J];飞行力学;2005年04期
7 徐开;金光;陈娟;陈长青;;敏捷小卫星姿态机动切换算法[J];光学精密工程;2008年08期
8 赵乾;黄海兵;罗亚中;唐国金;;空间站零燃料大角度最优姿态机动路径规划[J];载人航天;2011年04期
9 马广富,胡庆雷,石忠;基于动态输出反馈的挠性航天器主动振动抑制[J];南京理工大学学报(自然科学版);2005年04期
10 王庆超;岑小锋;马兴瑞;;挠性航天器旋转机动的输入成形变结构控制[J];系统工程与电子技术;2006年05期
11 刘军;韩潮;;应用变速控制力矩陀螺的微小卫星大角度姿态机动控制[J];空间科学学报;2007年04期
12 丁保春;周进;张颖;;多模切换控制方法及其在分导飞行器姿态机动控制中的应用研究[J];航天控制;2008年02期
13 王淑一;魏春岭;刘其睿;;敏捷卫星快速姿态机动方法研究[J];空间控制技术与应用;2011年04期
14 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
15 杨思亮;徐世杰;;基于粒子群算法的航天器姿态机动路径规划[J];北京航空航天大学学报;2010年01期
16 雍恩米,唐国金;一类受周期扰动航天器的混沌姿态运动[J];宇航学报;2005年05期
17 马广富,胡庆雷;挠性航天器姿态机动的主动振动控制[J];哈尔滨工程大学学报;2005年05期
18 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
19 胡庆雷;马广富;姜野;;控制受限航天器时变滑模姿态控制[J];哈尔滨工业大学学报;2008年09期
20 丛炳龙;刘向东;陈振;;航天器大角度特征轴机动的指数时变滑模控制(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 袁长清;;基于运动学时间次优的航天器姿态机动终端滑模控制[A];第四届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2010年
2 岳宝增;梁琼;;半充液柔性航天器姿态机动中同宿环分叉Melnikov判据[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
3 岳宝增;;充液自旋航天器全局姿态机动及再定向[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
4 徐静怡;楚中毅;;基于SGCMGs的敏捷机动小卫星自适应控制方法研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
5 岳玉娜;张景瑞;;CMGs部分失效时灵敏航天器姿态机动控制研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
6 岳宝增;;柔性充液航天器动力学建模及姿态转换机动[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 程小军;崔祜涛;崔平远;徐瑞;;约束条件下最优航天器姿态机动控制[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第六届学术年会暨863计划“深空探测与空间实验技术”重大项目学术研讨会论文集[C];2009年
8 程小军;崔祜涛;崔平远;;深空探测器复杂约束姿态机动规划[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第五届学术年会论文集[C];2008年
9 周荻;慕春棣;徐文立;;空间飞行器大角度姿态机动控制方法[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年
10 原劲鹏;杨旭;杨涤;;输入成型在卫星喷气姿态机动控制中的应用[A];2005年全国自动化新技术学术交流会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杜丽敏;基于力矩陀螺的高分敏捷小卫星姿态机动控制研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
2 杨旦旦;微重力液体晃动及充液柔性航天器姿态动力学与控制研究[D];北京理工大学;2012年
3 仲维国;深空探测器自主姿态制导算法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
4 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
5 袁长清;多体航天器大角度机动控制研究[D];清华大学;2009年
6 朱宏玉;航天器姿态控制的正规矩阵方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
7 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
8 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
9 李争学;柔性飞行器姿态鲁棒控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 庄宇飞;带有非完整约束的欠驱动航天器控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴炜平;挠性卫星姿态机动控制算法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 赖爱芳;挠性卫星姿态机动及稳定控制算法研究[D];南京理工大学;2012年
3 罗景文;挠性卫星姿态机动及姿态稳定控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 姜野;挠性卫星姿态机动的时变滑模变结构主动振动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 周春锋;以SGCMG为执行机构的卫星姿态引导及控制方法研究[D];南京理工大学;2013年
6 侯倩;挠性卫星规避过程中的姿控系统执行机构故障检测与隔离[D];南京航空航天大学;2011年
7 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
8 付艳兰;三轴稳定挠性卫星的PD及滑模变结构姿态控制方法研究[D];南京理工大学;2010年
9 曹莹;挠性卫星姿态机动变结构神经网络控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 郑立君;挠性卫星姿态大角度机动路径的设计与优化[D];南京理工大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978