航天器姿态机动的自适应鲁棒控制及主动振动抑制

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摘要：针对航天器在进行姿态机动时挠性附件的主动振动控制问题，提出一种基于自适应鲁棒方法和圩理论
相结合的控制方案。为有效地进行振动抑制，主动振动控制器采用日状态反馈理论，并且设计时充分考虑由于忽略挠性附件模型高阶模态所带来的结构不确定性，保证振动的快速衰减和方法的鲁棒性。同时，采用自适应鲁棒方法设计姿态控制器，有效地降低干扰和转动惯量不确定性对系统性能的影响，并采用Ｌｙａｐｕｎｏｖ方法分析系统的稳定性。最后，数字仿真结果说明，所提的方法是合理和有效的。
关键词：挠性航天器；姿态机动；自适应鲁棒；振动控制中图分类号：Ｖ４４８．２文献标识码：Ａ
Ａｄａｐｔｉｖｅｒｏｂｕｓｔａｔｔｉｔｕｄｅｍａｎｅｕｖｅｒｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｌｅｆｘｉｂｌｅｓｐａｃｅｃｒａｆｔｗｉｔｈａｃｔｉｖｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ
振第３２卷第１２期动与冲击
Ｊ０ＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ
航天器姿态机动的自适应鲁棒控制及主动振动抑制
袁国平，史小平，李隆
（哈尔滨工业大学航天学院控制与仿真中心，哈尔滨１５０００１）
ＹＵＡＮＧｕｏ－ｐｉｎｇ，ＳＨＩＸｉａｏ－ｐｉｎｇ，ＬＩＬｏｎｇ
（ＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｗａｐｐｒｏａｃｈｃｏｍｂｉｎｉｎｇａｄａｐｔｉｖｅｒｏｂｕｓｔｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｔｈｅｏｒｙｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒａｃｔｉｖｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｌｆｅｘｉｂｌｅｓｐａｃｅｃｒａｔｆｗｉｔｈａｔｔｉｔｕｄｅｍａｎｅｕｖｅｒｃｏｎｔｒｏ１．Ｆｏｒｅｆｆｅｃｔｉｖｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｆｌｅｘｉｂｌｅａｐｐｅｎｄａｇｅｓ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎｓｔａｔｅｆｅｅｄｂａｃｋｔｈｅｏｙｒｗａｓｕｓｅｄａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓｃａｕｓｅｄｂｙｎｅｇｌｅｃｔｉｎｇｈｉｇｈｅｒｏｒｄｅｒｍｏｄｅｓｗｅｒｅｆｕｌｌｙｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，ｔｈｅｙｅｎｓｕｒｅｄｒａｐｉｄｄｅｃａｙｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅａｐｐｒｏａｃｈ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅａｄａｐｔｉｖｅｒｏｂｕｓｔｍｅｔｈｏｄｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅａｔｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｏｆｔｈｅｓｐａｃｅｃｒａｔｆｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎｌｆｕｅｎｃｅｓｏｆｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓａｎｄｕｎｃｅｔｒａｉｎｔｉｅｓｏｆｍｏｍｅｎｔｏｆｉｎｅｒｔｉａ．Ｌｙａｐｕｎｏｖｔｈｅｏｒｙｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｗａｓｔｅｓｔｉｆｉｅｄｖｉａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｅｘｉｂｌｅｓｐａｃｅｃｒａｆｔ；ａｔｔｉｔｕｄｅｍａｎｅｕｖｅｒｉｎｇ；ａｄａｐｔｉｖｅｒｏｂｕｓｔｃｏｎｔｒｏｌ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ