题目：挠性航天器姿态机动的振动抑制控制方法的研究

出于发射成本与运载能力的考虑，具有较轻质量的挠性材料在航天器中得到广泛的应用。由于挠性航天器模型具有强耦合非线性的特点，以及振动模态不可测量等，使得挠性航天器的控制问题成为一个难点。 同时由于环境中的电磁干扰作用以及可能出现的传感器失效，增加了姿态角度、角速度信号的测量难度。本文以挠性航天器的控制问题作为研究对象，主要内容如下：(1)介绍了输入成型控制的基本原理，设计针对第一阶模态具有二阶鲁棒性的4脉冲ZVDD输入成型器和对第二阶模态具有零振动的2脉冲零振动输入成型器(ZV)相卷积的8脉冲多模态振动抑制输入成型器。(2)介绍了扩张观测器的基本思想，针对控制力矩存在干扰的问题，通过采用扩张观测器对干扰以及含有振动模态项进行观测补偿，设计具有鲁棒性的控制器，并进行了仿真研究。(3)研究了Levant微分器特性，从频域和时域角度分析了各个参数对位置跟踪和提取微分效果的影响，总结了参数的选择规律。(4)针对航天器姿态角度测量中引入的干扰，以及可能出现姿态角速度测量传感器失效的情况，提出采用Levant微分器跟踪角度信号，并提取姿态角速度信号，实现无需角速度传感器的姿态控制。最后进行仿真验证。