利用輸入整形與PD(比例微分)控制相結(jié)合的主動(dòng)振動(dòng)控制策略,在保證航天器完成三軸姿態(tài)機(jī)動(dòng)的同時(shí)抑制太陽帆板的振動(dòng)。首先,基于角動(dòng)量定律和拉格朗日法建立了帶撓性太陽帆板航天器的動(dòng)力學(xué)模型。然后,在動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,采用PD控制作為航天器三軸姿態(tài)機(jī)動(dòng)的控制策略,利用撓性太陽帆板各階模態(tài)的固有頻率和阻尼比得到系統(tǒng)的輸入整形器,對(duì)原始姿態(tài)機(jī)動(dòng)的脈沖進(jìn)行輸入整形前饋控制,以抑制太陽帆板各階模態(tài)的振動(dòng)。仿真結(jié)果表明:兩種輸入整形方法均能抑制太陽帆板的振動(dòng),ZV(零殘余振動(dòng))輸入整形器簡單且脈沖數(shù)量少,輸入時(shí)間較短,但對(duì)于參數(shù)攝動(dòng)以及輸入的微小誤差比較敏感,抑制振動(dòng)的效果難以滿足零殘余振動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn);ZVD(微分零殘余振動(dòng))輸入整形器脈沖數(shù)量較多,具有一定量的延時(shí),但更為高效,魯棒性強(qiáng),能夠極大地抑制撓性太陽帆板的殘余振動(dòng),縮短航天器的機(jī)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間,且整個(gè)機(jī)動(dòng)過程更加平穩(wěn)。

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

圖1航天器簡化模型Fig.1Spacecraftsimplifiedmodel

采用輸入整形技術(shù)結(jié)合輸出反饋?zhàn)兘Y(jié)構(gòu)控制；以解決撓性航天器的大角度機(jī)動(dòng)控制問題。以上所述學(xué)者的工作大多是圍繞航天器單軸姿態(tài)機(jī)動(dòng)所開展的，而本文針對(duì)帶太陽帆板的航天器三軸姿態(tài)機(jī)動(dòng)，利用輸入整形技術(shù)對(duì)三軸姿態(tài)機(jī)動(dòng)產(chǎn)生的太陽帆板振動(dòng)進(jìn)行抑制。通過數(shù)值仿真對(duì)比各個(gè)軸未整形和整形后的航天器姿....

圖2脈沖卷積原理Fig.2Principleofpulseconvolution

第1期倪韻竹，等：航天器太陽帆板振動(dòng)抑制的輸入整形方法研究295理設(shè)計(jì)這些脈沖的大小及時(shí)間可消除殘余振動(dòng)[19]。其原理是將一般命令信號(hào)與一系列的脈沖卷積以產(chǎn)生導(dǎo)致零殘余振動(dòng)的整形命令。輸入整形的原理如圖2和圖3所示。圖2脈沖卷積原理Fig.2Principleofpulseco....

圖4ZV輸入整形脈沖Fig.4ZVinputshapingpulse對(duì)應(yīng)三階模態(tài)的ZVD輸入整形矩陣由式(13)

87330.0130根據(jù)表1的參數(shù)，由式(12)可求出帆板三階模態(tài)對(duì)應(yīng)的ZV輸入整形矩陣，即一階模態(tài)為110.50440.495604.0901At(17a)二階模態(tài)為220.50680.493202.8463At(17b)三階模態(tài)為330.50100.499001.2322At....

圖5ZVD輸入整形脈沖Fig.5ZVDinputshapingpulse圖4和圖5所展示的脈沖圖為ZV和ZVD整形

齔迦繽?4所示。圖4ZV輸入整形脈沖Fig.4ZVinputshapingpulse對(duì)應(yīng)三階模態(tài)的ZVD輸入整形矩陣由式(13)求出。一階模態(tài)為110.25440.50000.245604.09018.1803At(18a)二階模態(tài)為220.25680.49990.243302.....

本文編號(hào)：3921466