針對(duì)采用可變速控制力矩陀螺（VSCMG）進(jìn)行柔性太陽(yáng)翼振動(dòng)抑制問(wèn)題,提出一種基于求解非光滑H∞綜合問(wèn)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(yáng)翼耦合的振動(dòng)模型,得到了線性化的約束陀螺柔性板動(dòng)力學(xué)模型,基于同位控制思想推導(dǎo)了以角度陀螺為測(cè)量裝置的約束陀螺柔性板全階狀態(tài)空間模型。針對(duì)被控對(duì)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(jìn)而,通過(guò)對(duì)約束陀螺柔性板全階狀態(tài)空間模型進(jìn)行降階、修正和加權(quán)處理,將PPF控制器參數(shù)優(yōu)化問(wèn)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(wèn)題,并應(yīng)用一階下降算法進(jìn)行尋優(yōu)求解,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)PPF控制器的設(shè)計(jì)。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各階陀螺模態(tài)的獨(dú)立控制,在保證快速性和魯棒性的前提下,實(shí)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(shí)現(xiàn)航天器柔性太陽(yáng)翼的主動(dòng)振動(dòng)抑制。 

【文章來(lái)源】：宇航學(xué)報(bào). 2020,41(06)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

帶有VSCMG的柔性太陽(yáng)翼航天器結(jié)構(gòu)示意圖

圖1 帶有VSCMG的柔性太陽(yáng)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(guān)坐標(biāo)系定義。以其約束端中間點(diǎn)Ob為原點(diǎn),建立陀螺柔性板的體坐標(biāo)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(cè)量生成用于抑制結(jié)構(gòu)振動(dòng)的廣義力控制指令。這種廣義位置輸出量和對(duì)應(yīng)的廣義力控制量,既可以是平移位移量與對(duì)應(yīng)的力,也可以是轉(zhuǎn)動(dòng)位移量與對(duì)應(yīng)的力矩。PPF控制方法本質(zhì)上是一種二階補(bǔ)償器,它將測(cè)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(hào)保持正號(hào)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(duì)于本文研究的約束陀螺柔性體板振動(dòng)控制問(wèn)題,應(yīng)用PPF控制方法進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)所選取的廣義位置輸出量為柔性體角位移,對(duì)應(yīng)的廣義力控制量為VSCMG輸出的陀螺力矩。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3312476