三軸角動量飛輪式衛(wèi)星姿態(tài)系統(tǒng)的魯棒控制研究.pdf

1、本文以帶撓性太陽能帆板的三軸零動量飛輪式穩(wěn)定衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)為研究對象，應(yīng)用魯棒控制理論對其進行了研究，以期對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計提供一些新的方法，為系統(tǒng)性能的提高與技術(shù)的改進提供理論支持。本文主要進行了以下三方面的工作：
　　(1)衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的數(shù)學建模。系統(tǒng)采用歐拉角描述方法，利用坐標系變換建立衛(wèi)星的運動學方程；根據(jù)動量矩定理建立剛體衛(wèi)星的動力學方程；又基于有限元分析的方法建立了撓性衛(wèi)星的動力學方程，分別推導出共位布局

2、下衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)約束模型和非約束模型的傳遞函數(shù)。
　　(2)應(yīng)用魯棒控制理論進行控制器設(shè)計。推導出反作用飛輪下衛(wèi)星姿態(tài)的動力學方程，經(jīng)合理假設(shè)建立衛(wèi)星俯仰控制回路的簡化模型；應(yīng)用H∞控制理論，將魯棒穩(wěn)定與魯棒性能統(tǒng)一于標準H∞控制理問題，建立其模型；選擇合理的加權(quán)函數(shù)并對控制器進行求解，完成了控制器的設(shè)計。
　　(3)對設(shè)計出的姿態(tài)控制系統(tǒng)進行仿真、分析及進一步的研究。基于奇異值分析方法檢驗了系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性與魯棒性能；對