撓性衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間,由于受撓性附件振動(dòng)以及空間環(huán)境存在的干擾力矩的影響,在進(jìn)行姿態(tài)控制器設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮撓性模態(tài)信息不可測(cè)量和外界干擾作用時(shí)的問題。如果沒有采取有效的控制策略對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行姿態(tài)控制,那么在空間任務(wù)中,衛(wèi)星姿態(tài)控制將很難達(dá)到所需要的精度指標(biāo)。本學(xué)位論文在基于四元數(shù)的撓性衛(wèi)星數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,針對(duì)撓性衛(wèi)星在受到外部干擾的情況下進(jìn)行姿態(tài)機(jī)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)。本文主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:針對(duì)撓性衛(wèi)星系統(tǒng)存在外部干擾的“rest-to-rest”姿態(tài)機(jī)動(dòng)問題,考慮外部干擾力矩上界已知的情況。在撓性模態(tài)完全可測(cè)的情況下,利用滑�？刂破髟O(shè)計(jì)原理選取了合理的滑模面,并給出全狀態(tài)反饋滑模姿態(tài)控制器。另外,針對(duì)在實(shí)際應(yīng)用中撓性模態(tài)信息難以獲得的情況,構(gòu)造了撓性模態(tài)觀測(cè)器。利用觀測(cè)器得到的模態(tài)值、測(cè)量得到的角速度和四元數(shù)姿態(tài)作為控制器的輸入信號(hào),設(shè)計(jì)基于模態(tài)觀測(cè)器的姿態(tài)滑�？刂破�。通過對(duì)比撓性衛(wèi)星系統(tǒng)的模態(tài)信息和觀測(cè)值響應(yīng)曲線,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的模態(tài)觀測(cè)器能夠很好的估計(jì)撓性模態(tài)信息。為了調(diào)節(jié)撓性衛(wèi)星系統(tǒng)狀態(tài)在趨近于滑模面時(shí)的速度,減少傳統(tǒng)滑�？刂浦锌刂屏康母哳l抖動(dòng),引入了帶自校正參數(shù)的切換控制項(xiàng)。在... 

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究目的和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 撓性衛(wèi)星姿態(tài)控制
        1.2.2 滑�？刂扑惴�
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 撓性衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)模型
    2.1 基本坐標(biāo)系定義
    2.2 撓性衛(wèi)星姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)
        2.2.1 姿態(tài)四元數(shù)表示
        2.2.2 撓性衛(wèi)星姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
    2.3 撓性衛(wèi)星姿態(tài)動(dòng)力學(xué)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 撓性衛(wèi)星姿態(tài)系統(tǒng)滑�？刂破�
    3.1 全狀態(tài)反饋撓性衛(wèi)星姿態(tài)滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
        3.1.1 滑模面設(shè)計(jì)
        3.1.2 全狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)
    3.2 基于觀測(cè)器的撓性衛(wèi)星姿態(tài)滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
        3.2.1 撓性模態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)
        3.2.2 基于撓性模態(tài)觀測(cè)器的滑模姿態(tài)控制器設(shè)計(jì)
    3.3 仿真分析
        3.3.1 全狀態(tài)反饋控制器仿真驗(yàn)證
        3.3.2 基于觀測(cè)器的滑模姿態(tài)控制器仿真驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 撓性衛(wèi)星姿態(tài)系統(tǒng)自適應(yīng)滑�？刂破�
    4.1 全狀態(tài)反饋?zhàn)赃m應(yīng)滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
        4.1.1 帶有自校正參數(shù)的自適應(yīng)切換控制項(xiàng)設(shè)計(jì)
        4.1.2 基于全狀態(tài)反饋的自適應(yīng)撓性衛(wèi)星姿態(tài)滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
    4.2 基于觀測(cè)器的自適應(yīng)撓性衛(wèi)星姿態(tài)滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
        4.2.1 撓性模態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)
        4.2.2 基于觀測(cè)器的自適應(yīng)滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
    4.3 仿真驗(yàn)證
        4.3.1 全狀態(tài)反饋?zhàn)赃m應(yīng)滑模姿態(tài)控制器仿真驗(yàn)證
        4.3.2 基于觀測(cè)器的自適應(yīng)撓性衛(wèi)星姿態(tài)滑�？刂破鞣抡骝�(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微納衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動(dòng)的變論域模糊PID控制[J]. 張悅,林都,鮮浩,林云海.  自動(dòng)化儀表. 2017(03)
[2]應(yīng)用旋轉(zhuǎn)矩陣的衛(wèi)星姿態(tài)輸出反饋機(jī)動(dòng)控制[J]. 黃靜,劉剛,劉付成,李傳江.  航空學(xué)報(bào). 2016(12)
[3]航天器姿態(tài)機(jī)動(dòng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制與仿真[J]. 牛亞峰,黨常平,楊成偉.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(13)
[4]基于歐拉角觀測(cè)模型的航天器姿態(tài)確定方法[J]. 張力軍,張士峰,楊華波,錢山.  國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[5]一種改進(jìn)的自適應(yīng)滑�？刂萍捌湓诤教炱髯藨B(tài)控制中的應(yīng)用[J]. 叢炳龍,劉向東,陳振.  控制與決策. 2012(10)
[6]撓性衛(wèi)星的變結(jié)構(gòu)姿態(tài)控制[J]. 管萍,劉小河,劉向杰.  控制理論與應(yīng)用. 2007(03)
[7]用于衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動(dòng)控制的一種自適應(yīng)模糊控制器[J]. 王蜀泉,尹遜和,趙光恒.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2006(01)



本文編號(hào)：3648271