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题目:挠性航天器振动抑制与抗饱和控制

关键词:挠性航天器,抗饱和,输入成型,LMI,幅值和速率受限

  摘要



        出于发射成本和运载能力的考虑,具有较轻质量的挠性材料以及功率重量较小的电机在航天器中得到广泛的应用,由此也引发了挠性航天器控制过程中振动抑制和抗饱和问题。本论文设计了新型的输入成型器和抗饱和补偿器,实现了振动抑制和抗饱和控制,取得的成果如下:

        1、针对挠性航天器模型,提出负脉冲输入成型器。在模型精确已知的   情况下,对输入成型器的鲁棒性要求降低,成型时间要求增加。负脉冲输入成型器能够大幅降低成型时间,加快系统稳定性速率。

        2、改进负脉冲输入成型器,提出混合输入成型器。正成型器、负成器   在抑制效果和成型时间各有优势。混合输入成型器将两种优势相结 合,针对不同的设计指标,在抑制效果和成型时间两方面做到了均 衡。

        3、针对挠性航天器幅值抗饱和问题,设计基于LMI的抗饱和补偿器,并利用成型器优化输出效果。补偿器为零阶补偿器,没有增加系统阶数,增强了系统的可靠性。输入成型器通过改变自然频率,优化了模态振动抑制效果和系统输出结果。

        4、 针对挠性航天器幅值和速率受限问题,设计基于模型恢复法的抗饱和补偿器。基于模型恢复法的补偿器降低了设计难度,理论上可得达到指数稳定。