基于路径规划的挠性航天器姿态自适应控制
2018-03-08芦梦兰吴益飞周梦兰许鸣吉
计算机测量与控制 2018年2期
芦梦兰,吴益飞,周 端,周梦兰,许鸣吉
(1.南京理工大学 自动化学院,南京 210094; 2.金陵科技学院 自动化学院,南京 211169)
0 引言
随着空间技术的高速发展和广泛应用,人们对卫星在数据通信传输能力上的要求进一步提高。为了达到这一要求,现代卫星大多配置有大面积的太阳帆板和挠性等种类繁多的挠性附件。
同时,为适应空间任务的多样化要求,现代航天器通常需要具备快速姿态跟踪或大角度姿态机动的能力[1-2]。
目前,针对挠性航天器这一多输入多输出且具有不确定性的非线性耦合系统,研究主要集中在对挠性航天器的动力学建模、控制器的设计以及对挠性振动的抑制上[3-5]。文献[3]提出了一种基于自适应二阶终端滑模的航天器有限时间姿态机动算法,能够有效实现对系统抖振和外部干扰的抑制。文献[4]设计了一种有限时间滑模干扰观测器,证明了其对外部扰动与惯性矩阵的参数不确定性的补偿作用。文献[5]设计了一种神经网络算法与滑模控制相结合的复合控制器来抑制外部扰动及挠性附件振动对姿态机动的影响,但没有对输入的姿态机动路径进行规划。
近年来,基于吴宏鑫院士提出的特征建模及黄金分割理论的卫星姿态机动控制的研究,现已取得了较大的进展。文献[6]基于特征模型思想对特殊的SISO高阶线性定常系统进行建模,用于挠性结构的控制中,验证了其控制的有效性,但未考虑多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)的非线性系统的挠性结构控制。……
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