第 26 卷第 2 期
2009 年 2 月
控 制 理 论 与 应 用
Control Theory & Applications
Vol. 26 No. 2
Feb. 2009
三三三轴轴轴稳稳稳定定定挠挠挠性性性卫卫卫星星星姿姿姿态态态机机机动动动时时时变变变滑滑滑模模模变变变结结结构构构和和和主主主动动动振振振动动动控控控制制制
胡庆雷
1
, 马广富
1
, 姜 野
1
, 刘亚秋
2
(1. 哈尔滨工业大学 控制科学与工程系, 黑龙江 哈尔滨 150001; 2. 东北林业大学 信息与计算机工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150040)
摘要: 针对带有控制受限的挠性卫星的姿态机动和振动控制问题, 给出了一类仅利用输出信息的变结构控制和
基于智能材料的主动振动控制技术相结合的复合控制方法. 首先给出变结构姿态控制器的设计来完成卫星姿态机
动, 并给出一种切换机制以实现挠性卫星快速姿态机动; 其次, 采用分布式压电元件作为作动器, 设计了应变速率反
馈补偿器以增加挠性结构的阻尼, 使其振动能够很快衰减. 最后, 将本文提出的方法应用于三轴稳定挠性卫星的姿
态机动控制, 仿真结果表明: 在推力器的控制受限条件下, 完成姿态机动的同时, 有效地抑制挠性附件的振动.
关键词: 挠性卫星; 变结构控制; 姿态机动; 控制受限; 主动振动控制
中图分类号: V448.2 文献标识码: A
Variable structure control with time-varying sliding mode and
vibration control for flexible satellite
HU Qing-lei
1
, MA Guang-fu
1
, JIANG Ye
1
, LIU Ya-qiu
2
(1. Department of Control Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin Heilongjiang 150001, China;
2. College of Information and Computer Engineering, Northeast Forestry University, Harbin Heilongjiang 150040, China)
Abstract: A hybrid control scheme is proposed which combines the variable structure control and the intelligent vi-
bration control. Based on the variable structure control theory, a discontinuous control law is developed with a new type
of sliding surface. The variable structure control law based on a time-varying sliding surface is applied in the exterior
of a small sliding region, while the conventional variable structure control law with a linear sliding surface is activated
in the interior of the region. For actively damping the excited elastic vibrations, the strain-rate feedback control is also
employed by using piezoelectric materials as additional sensors and actuators. Finally, simulation results show that the
rotational maneuver and the vibration suppression are realized in spite of the presence of disturbance torque and control
input constraint.
Key words: flexible satellite; variable structure control; attitude maneuver; control input constraint; active vibration
control
文文文章章章编编编号号号: 1000−8152(2009)02−0122−05
1 引引引言言言(Introduction)
变结构控制由于具有良好的鲁棒性和处理非线
性问题的优点, 在航天器的控制上得到了广泛的应
用
[1∼8]
. 通常的变结构控制使用全状态信息进行反
馈控制, 文献[2]提出了变结构输出反馈控制方法;
为了使系统表现出较强的鲁棒性, 总是要求执行机
构能够提供有足够的控制力矩来克服系统的各种不
确定性因素及外部干扰力矩; 但由于物理结构的限
制, 使得执行机构的输出力矩总是有限的, 这种受限
控制输入的存在降低了系统的性能, 甚至使系统表
现出不稳定的特性. 因此, 研究执行结构输出力矩
控制受限时航天器的姿态控制系统的稳定性和鲁棒
性就显得很有必要了. 针对刚体卫星, 文献[3,4]在这
方面进行了深入的研究, 并取得了一些有益的结论;
关于挠性卫星这方面的研究也有一些报导
[5]
. 另外,
航天器由于挠性结构的存在, 其结构振动会严重影
响航天器的稳定度. 近年来, 采用智能材料、智能结
构进行振动主动控制的研究受到很多学者的广泛注
意
[5∼7]
. 在基于智能材料的控制方法方面, 应变率反
馈(strain rate feedback, SRF)
[6]
控制作为一种鲁棒控
制方法被提出, 简单方便、可以大幅度地提高结构的
阻尼, 而且对模态频率的变化也具有很好的鲁棒性.
针对上述问题, 提出了将时变滑模面变结构控制
与基于压电智能元件的振动控制技术相结合的复合
收稿日期: 2006−10−25; 收修改稿日期: 2008−07−16.
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(60774062); 高校博士点专项科研基金资助项目(20070213061); 教育部留学回国人员科研启动基金
资助项目; 黑龙江省留学回国人员科学基金资助项目(LC08C01).
资源评论
weixin_38610070
- 粉丝: 2
- 资源: 940
最新资源
- .archivetemp标题无迹扩展卡尔曼滤波在路面附着系数估计中.doc
- 非线性多智能体事件触发一致性
- 施耐德ATV340同步电机闭环调试与PTI设置详解
- Halcon联和C#做的运动控制加视觉定位小案例，板卡用的是正运动的ECI1408，，支持建模和标定的保存和加载，此案例非常适合想学运动控制视觉定位的人学习 赠送超级详细讲解教程
- 全球各国产业链韧性及上下游数据.txt
- ATV610变频器调试操作指南-涵盖电气特性、安装接线与控制参数配置
- 西门子1200锂电设备三轴电芯极柱拿照检测设备程序案例 设备采用V90伺服PN总线控制方式，程序采用自编FB块轴控方式，调用控制很方便 程序功能非常齐全，有视觉CCD检测程序 丶扫码枪扫码上传程序
- linux常用命令大全.txt
- 基于matlab的铰链四杆机构运动分析GUI设计源码.zip
- linux常用命令大全.txt
- linux常用命令大全.txt
- LQG控制主动悬架模型 模型使用LQG控制提高悬架性能，包括最优反馈控制律，在此基础上通过卡尔曼滤波器观测系统的状态变量 Simulink模型中包括主 被动的响应对比，包括悬架动挠度、簧载质量加速度
- 具有过零检测的可控硅晶闸管AC模块(交流无极调压) 介绍电路设计原理： 通过LTV-824S检测过零点，再经过LM235比较器，使得输出可靠的过零信号； MOC3021S配合S8050三极管，控制双向
- 花生好坏缺陷识别数据集,7262张图片，支持yolov11格式的标注，识别准确率在95.7%
- Microsoft .NET Framework 4.7.2 脱机（离线）安装程序
- 增程式混合动力汽车（串联式混动构型）Cruise整车仿真模型 1.基于Cruise平台搭建整车部件等动力学模型，基于MATLAB Simulink平台完成整车控制策略的建模，策略模型具备再生制动，行
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议，欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理！
点击此处反馈
