資源描述：
《撓性衛(wèi)星論文：撓性衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動控制算法研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、撓性衛(wèi)星論文：撓性衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動控制算法研究【中文摘要】本文旨在研究具有快速機(jī)動能力的撓性衛(wèi)星機(jī)動控制算法問題。針對采用單框架控制力矩陀螺(SGCMG)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的撓性衛(wèi)星,對其大角度機(jī)動過程中的矢量規(guī)避問題及機(jī)動控制算法進(jìn)行了研究。分別采用魯棒偽逆方法和零運(yùn)動操縱律對SGCMG加以控制。在姿態(tài)機(jī)動時,引入人工勢場法思想,對其不期望路徑進(jìn)行規(guī)避,得到姿態(tài)機(jī)動的可實(shí)現(xiàn)路徑。由于撓性衛(wèi)星的系統(tǒng)復(fù)雜性,本文采用變結(jié)構(gòu)控制用以增加系統(tǒng)的魯棒性,并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償器對系統(tǒng)不確定項進(jìn)行逼近,使控制器能夠更好的抵消撓性附件干擾。并且結(jié)合矢量
2、規(guī)避問題對撓性衛(wèi)星控制系統(tǒng)做了仿真驗證,進(jìn)一步說明算法的有效性。本文進(jìn)行的研究工作主要有以下幾方面:首先,建立撓性衛(wèi)星動力學(xué)模型,并對其合理簡化后得到系統(tǒng)方程,并且針對模態(tài)方程構(gòu)造模態(tài)觀測器。其次,對SGCMG魯棒偽逆方法的參數(shù)進(jìn)行改進(jìn),使得其在奇異位置以外有更高的控制精度。針對滾轉(zhuǎn)軸和俯仰軸有較大控制力矩的任務(wù)要求,選取雙平行構(gòu)型控制力矩陀螺及飛輪組合的混合執(zhí)行機(jī)構(gòu),設(shè)計零運(yùn)動操縱律,能夠更好的避免SGCMG進(jìn)入奇異構(gòu)型。再次,對姿態(tài)機(jī)動路徑中的障礙物矢量進(jìn)行規(guī)避計算,對人工勢場法的局部最小問題作了具體分析,并且對人工勢場法
3、提出改進(jìn),引入微分項,提高了矢量規(guī)避算法的性能。最后,針對撓性衛(wèi)星設(shè)計采用變結(jié)構(gòu)控制器,利用其魯棒性強(qiáng)、在滑模面上運(yùn)動迅速的特點(diǎn),并且針對撓性衛(wèi)星附件振動與本體耦合存在相位差的特點(diǎn),設(shè)計積分型滑模面對振動影響加以消除,同時為了更好的補(bǔ)償不確定項,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)的不確定項進(jìn)行逼近,并在變結(jié)構(gòu)控制器中引入補(bǔ)償項。并且對未考慮矢量規(guī)避的機(jī)動和考慮矢量規(guī)避的機(jī)動問題分別進(jìn)行仿真驗證,結(jié)果說明了算法的有效性?！居⑽恼縏hepapermainlyfocusontherapidmaneuvercontrolproblemofflex
4、iblesatellite.UsingSGCMGastheactutorofflexiblesatellite,vectoravoidanceandcontrolalgorithminlargeangleattitudemaneuverarestudied.TheSRinverseandnullmotionsteeringlogicareusedtocontrolSGCMG..Basedonartificialpotentialfieldmethod,achievablepathinattitudemaneuvercanbea
5、btainedbyavoidingthepathunexpected.Astheflexiblesatellitesystemiscomplecated,variablestructurecontrolisusedtoenhancetherobustnessofthesystem.Besides,tooffsettheflexibleapendagesinterferewiththecontrollerbetter,Neuralnetworkcompensatorisusedtoapproximatethesystemunce
6、rtainties.Simulationsofflexiblesatteliteattitudecontrollerwithvectoravoidancearetakentoverifythealgorithm.First,dynamicequationsofflexiblesatellitearederivedandsimplified,andmodeobserverisconstructedbasedonmodeequation.Secondly,selectionmethodofparametersinSGCMGSRin
7、verselogicisimprovetoarrivebettercontrolprecisionoutsidesingularity.Consideringthatgreatercontrolmomentisdemandedalongtherollaxisandpitchaxis,hybidactutorcomprisedofdoubleparallelconfigurationcontrolmomentgyrosandflywheelisadopted,andnullmotionsteeringlawisdevisedto
8、avoidSGCMGfromsingularity.Thentheavoidanceofobstaclevectorinattitudemaneuverpathisstudied.Regionalminimumproblemofartificialpotentialfield
