柔性衛(wèi)星大角度快速機動穩(wěn)定控制算法研究.pdf

1、衛(wèi)星姿態(tài)快速機動穩(wěn)定控制技術是光學衛(wèi)星三維成像的關鍵技術之一。本學位論文對攜帶柔性附件衛(wèi)星的快速機動穩(wěn)定控制算法展開了研究，主要完成以下幾個方面的工作：
　　建立了衛(wèi)星姿態(tài)動力學單軸模型，引入了適用于衛(wèi)星快速機動穩(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)整個閉環(huán)系統(tǒng)的振動頻率和阻尼比信息設計了前饋魯棒多模態(tài)輸入成形器，采用了一種基于輸入成形和反饋控制聯(lián)合的主動振動抑制策略。仿真

2、結果表明該策略能成功地抑制柔性附件的振動及減小系統(tǒng)的機動時間，并使系統(tǒng)對參數(shù)的攝動具有魯棒性。
　　為進一步提高輸入成形理論對外界干擾的抵抗能力，提出了輸出成型和動態(tài)變結構輸出反饋相結合的控制算法，來實現(xiàn)柔性衛(wèi)星姿態(tài)快速機動與穩(wěn)定控制。首先，將單軸柔性動力學方程變換為成標準狀態(tài)空間的形式。其次，研究了輸出反饋變結構控制器的滑模平面設計方法。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，提出了結合輸入成形和變結構控制理論的

3、輸出反饋控制算法。仿真結果表明，該控制算法可以減少機動穩(wěn)定時間，大幅降低在姿態(tài)快速機動過程中的柔性附件振動，且對參數(shù)攝動具有較強的魯棒性。
　　針對柔性衛(wèi)星三軸大角度快速機動控制，提出了一種形式簡潔的變結構輸出反饋跟蹤控制算法。首先，提出了繞歐拉軸機動以“bang-off-bang”運動的形式設計姿態(tài)參考軌跡；其次，在柔性衛(wèi)星動力學方程的基礎上推導了柔性衛(wèi)星相對參考軌跡的姿態(tài)動力學方程；最后，設計了變結構輸出反饋跟蹤控制算法，并證