邓 雅 张锦江 马艳红,2 蔡 彪

1.北京控制工程研究所, 北京100190 2.空间智能控制技术重点实验室, 北京100190



基于描述函数法的航天器非储能喷气控制器分析与设计*

邓 雅1张锦江1马艳红1,2蔡 彪1

1.北京控制工程研究所, 北京100190 2.空间智能控制技术重点实验室, 北京100190

针对航天器喷气发动机模拟式控制器中的非储能型非线性控制系统进行分析设计。以Schmitt触发器环节为例，基于描述函数法计算极限环交点，并利用系统稳态输出，得到稳态极限环特性，计算描述函数意义下极限环频率误差界，给出控制器参数整定方法。通过仿真实例验证该方法通用、有效，为工程应用提供参考。 关键词 喷气控制; 描述函数法; 非线性环节; Nyquist图

作为航天器上重要的执行机构之一，喷气发动机(或称推力器)能够提供较大的控制力矩，但通常只有开和关两种状态，使得控制输出不连续，是一类典型的非线性系统，其控制器的分析和设计存在较大难度。

按照喷气控制器的类别，可分为模拟式控制器与数字式控制器[1]。其中模拟式控制器主要以Schmitt触发器为基本组件，附加校正环节，结构简单，性能可靠，可采用模拟电路实现，是早期航天器控制的主要实现方式。在此基础上，依据附加校正环节的不同，通常有PWPF(Pulse-Width Pulse-Frequency)调制器、PRM(Pseudo-rate Modulator)调制器等[2]。文献[3]给出几类调制器的结构及静态特性，所得结果可以为控制器的设计提供参考。数字计算机出现后，数字式控制器应运而生，例如相平面控制器[4-5]，效率提升的同时也增加了复杂程度。……