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帆板等撓性附件的衛(wèi)星為研究對象,研究了基于Dahl低速摩擦模型的零動量反作用飛輪過零摩擦問題,通過設計過零摩擦狀態(tài)觀測補償方法消除了其對衛(wèi)星姿態(tài)控制所帶來的不利影響,考慮系統(tǒng)建模的不確定性,設計了H∞回路成形控制器,對整個衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)進行仿真驗證。
　　論文通過拉格朗日法建立了撓性衛(wèi)星的動力學方程,考慮了以太陽帆板為代表的撓性附件與星體姿態(tài)運動的耦合影響。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)星的相關參數(shù)。
　　在Dahl低速摩擦飛輪模型的基礎上,設計了PID姿態(tài)控制器,通過數(shù)值仿真,分析了反作用飛輪過零摩擦對星體姿態(tài)控制帶來的不利影響。為了消除這種不利影響,設計了過零摩擦狀態(tài)觀測器,來補償過零摩擦力矩。通過仿真驗證,說明了這種方法能夠有效的抑制過零摩擦給姿態(tài)控制帶來的不利影響。
　　針對撓性衛(wèi)星系統(tǒng)的不確定性,論文設計了H∞回路成形控制器,利用μ分析法對設計的控制器進行了魯棒穩(wěn)定性分析。通過數(shù)值仿真結果驗