撓性衛(wèi)星H∞回路成形姿態(tài)控制研究.pdf

1、本論文以帶有大型太陽(yáng)帆板等撓性附件的衛(wèi)星為研究對(duì)象,研究了基于Dahl低速摩擦模型的零動(dòng)量反作用飛輪過(guò)零摩擦問(wèn)題,通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)零摩擦狀態(tài)觀測(cè)補(bǔ)償方法消除了其對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)控制所帶來(lái)的不利影響,考慮系統(tǒng)建模的不確定性,設(shè)計(jì)了H∞回路成形控制器,對(duì)整個(gè)衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　論文通過(guò)拉格朗日法建立了撓性衛(wèi)星的動(dòng)力學(xué)方程,考慮了以太陽(yáng)帆板為代表的撓性附件與星體姿態(tài)運(yùn)動(dòng)的耦合影響。分別采用四元數(shù)法和歐拉角法描述了星體的姿態(tài),給出了

2、撓性衛(wèi)星的相關(guān)參數(shù)。
　　在Dahl低速摩擦飛輪模型的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了PID姿態(tài)控制器,通過(guò)數(shù)值仿真,分析了反作用飛輪過(guò)零摩擦對(duì)星體姿態(tài)控制帶來(lái)的不利影響。為了消除這種不利影響,設(shè)計(jì)了過(guò)零摩擦狀態(tài)觀測(cè)器,來(lái)補(bǔ)償過(guò)零摩擦力矩。通過(guò)仿真驗(yàn)證,說(shuō)明了這種方法能夠有效的抑制過(guò)零摩擦給姿態(tài)控制帶來(lái)的不利影響。
　　針對(duì)撓性衛(wèi)星系統(tǒng)的不確定性,論文設(shè)計(jì)了H∞回路成形控制器,利用μ分析法對(duì)設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行了魯棒穩(wěn)定性分析。通過(guò)數(shù)值仿真結(jié)果驗(yàn)