針對采用可變速控制力矩陀螺（VSCMG）進行柔性太陽翼振動抑制問題,提出一種基于求解非光滑H∞綜合問題的最優(yōu)參數(shù)正位置反饋（PPF）控制方法。首先,建立考慮VSCMG和柔性太陽翼耦合的振動模型,得到了線性化的約束陀螺柔性板動力學模型,基于同位控制思想推導了以角度陀螺為測量裝置的約束陀螺柔性板全階狀態(tài)空間模型。針對被控對象特性,確定最優(yōu)PPF控制器的結(jié)構(gòu)構(gòu)型和待優(yōu)化參數(shù)。進而,通過對約束陀螺柔性板全階狀態(tài)空間模型進行降階、修正和加權處理,將PPF控制器參數(shù)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為在PPF控制器構(gòu)型約束條件下的非光滑H∞綜合問題,并應用一階下降算法進行尋優(yōu)求解,實現(xiàn)最優(yōu)PPF控制器的設計。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對各階陀螺模態(tài)的獨立控制,在保證快速性和魯棒性的前提下,實現(xiàn)最優(yōu)PPF參數(shù)的穩(wěn)定高效求解。仿真結(jié)果表明,所提出的最優(yōu)PPF控制方法能夠快速、魯棒地實現(xiàn)航天器柔性太陽翼的主動振動抑制。 

【文章來源】：宇航學報. 2020,41(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

帶有VSCMG的柔性太陽翼航天器結(jié)構(gòu)示意圖

圖1 帶有VSCMG的柔性太陽翼航天器結(jié)構(gòu)示意圖圖2(b)描述了用于約束陀螺柔性板構(gòu)型建模的相關坐標系定義。以其約束端中間點Ob為原點,建立陀螺柔性板的體坐標系Fb,xb沿約束邊緣,yb在未變形柔性板平面內(nèi)垂直于xb,zb垂直于未變形柔性板平面,與xb和yb滿足右手定則。

PPF控制方法的基本原理是基于廣義的結(jié)構(gòu)位置輸出量測量生成用于抑制結(jié)構(gòu)振動的廣義力控制指令。這種廣義位置輸出量和對應的廣義力控制量,既可以是平移位移量與對應的力,也可以是轉(zhuǎn)動位移量與對應的力矩。PPF控制方法本質(zhì)上是一種二階補償器,它將測量得到的結(jié)構(gòu)位置信息輸入二階濾波器,再將二階濾波器的輸出信號保持正號的反饋給結(jié)構(gòu),是一種典型的正反饋控制。PPF控制結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。對于本文研究的約束陀螺柔性體板振動控制問題,應用PPF控制方法進行控制器設計所選取的廣義位置輸出量為柔性體角位移,對應的廣義力控制量為VSCMG輸出的陀螺力矩。

【參考文獻】：
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本文編號：3312476