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空间智能桁架的有限时间振动抑制控制
被引量：
6
1
作者
孙延超
李传江
+1 位作者
常雅杰
马广富
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期27-34,共8页
航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间...
航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间理论并结合动态补偿线性化思想设计了基于终端滑模的有限时间控制方法.首先,基于有限元方法建立桁架动力学模型.然后,基于独立模态空间理论能够对各阶模态响应实现解耦的特点设计模态滤波器,利用扩张状态观测器对由外界环境干扰和模型摄动构成的系统总干扰进行实时估计,采用"动态补偿线性化"的思想将桁架动力学模型进行简化.最后,提出了一种结合双幂次趋近律与终端滑模面的有限时间控制器.仿真结果表明,相比于传统的齐次方法有限时间控制器,所提出的振动抑制控制器能够在较短时间内显著降低空间智能桁架结构在受到瞬态干扰力和周期干扰力作用时的模态振动响应幅值.算法具有良好的鲁棒性和有限时间振动收敛特性.
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关键词
挠性振动抑制
智能桁架结构
独立模态空间控制
扩张状态观测器
终端滑模控制
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职称材料
一种主动抑制太阳帆板挠性振动的控制策略研究
被引量：
4
2
作者
施桂国
朱庆华
张子龙
《上海航天》
2016年第3期61-66,共6页
为提升高分辨率遥感卫星姿态控制精度,对主动抑制太阳帆板挠性振动的控制策略进行了研究。建立了由卫星平台、步进电机和太阳帆板组成的系统耦合动力学模型,分析了该模型的频率和阻尼比耦合特性。基于输入成型技术零极点对消的抑制振动...
为提升高分辨率遥感卫星姿态控制精度,对主动抑制太阳帆板挠性振动的控制策略进行了研究。建立了由卫星平台、步进电机和太阳帆板组成的系统耦合动力学模型,分析了该模型的频率和阻尼比耦合特性。基于输入成型技术零极点对消的抑制振动原理,提出了对帆板原始转速指令进行整型并补偿电机定位转矩的控制策略:根据获得的系统各阶振动频率和阻尼比,设计各模态ZVD输入成型器,所有成型器卷积成综合成型器,原始帆板转速指令先输入综合成型器再输入电机以抑制各模态振动。数学仿真验证了该策略的原理可行性,表明控制策略能有效抑制帆板的挠性振动,且对设计参数误差和模型参数变化具较强的鲁棒性,有一定的工程应用价值。
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关键词
高分辨率遥感卫星
太阳帆板驱动
姿态控制
主动
抑制
挠性
振动
输入成型
步进电机
定位转矩补偿
卷积
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职称材料
大椭圆轨道挠性卫星姿态快速机动控制研究
被引量：
1
3
作者
张洋
朱野
+2 位作者
李东
鹿艺
朱振才
《上海航天》
CSCD
2017年第6期20-25,共6页
对具挠性附件的大椭圆轨道卫星快速姿态机动控制进行了研究。针对此类卫星的非线性姿态动力学特点,用非线性矩阵二阶系统形式建立了卫星刚体与柔性结构模态耦合的动力学模型,用反馈非线性化将其转换为一类多胞线性参变系统。针对该系统...
对具挠性附件的大椭圆轨道卫星快速姿态机动控制进行了研究。针对此类卫星的非线性姿态动力学特点,用非线性矩阵二阶系统形式建立了卫星刚体与柔性结构模态耦合的动力学模型,用反馈非线性化将其转换为一类多胞线性参变系统。针对该系统设计线性状态反馈控制律实现区域极点配置,将相应控制律参数的求解转换为线性矩阵不等式约束下的凸优化问题。仿真结果表明:所提控制方法可同时实现挠性卫星的快速机动控制和挠性振动的有效抑制,能满足大椭圆轨道运行的挠性卫星完成不同观测区域切换的姿态控制任务。研究为大椭圆轨道挠性卫星的小角度快速机动控制提供了理论支撑。
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关键词
大椭圆轨道
挠性
卫星
快速姿态机动
刚柔耦合
反馈非线性
多胞线性参变系统
凸优化
挠性振动抑制
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职称材料
一种应用输入成型的敏捷卫星快速姿态机动控制方法
被引量：
3
4
作者
周伟敏
廖瑛
+1 位作者
杨雅君
朱庆华
《航天器工程》
北大核心
2016年第4期27-32,共6页
敏捷卫星对姿态机动能力的快速性和稳定性提出了更高的要求,为此,提出一种应用输入成型的卫星姿态机动控制方法。通过引入比例-微分(PD)反馈加力矩前馈的复合控制,以及采用输入成型器对规划的原始姿态路径控制指令进行调制,使卫星控制...
敏捷卫星对姿态机动能力的快速性和稳定性提出了更高的要求,为此,提出一种应用输入成型的卫星姿态机动控制方法。通过引入比例-微分(PD)反馈加力矩前馈的复合控制,以及采用输入成型器对规划的原始姿态路径控制指令进行调制,使卫星控制后期稳定度得到提高,并能有效抑制挠性部件的振动。数学仿真验证的结果表明:对卫星姿态机动路径的规划和输入成型调制,可以在实现快速机动的同时,有效抑制挠性结构振动,缩短姿态稳定时间,为有效载荷提供更多的可工作时间和高精度、高稳定度的工作环境。
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关键词
敏捷卫星
姿态机动
输入成型
路径规划
挠性
结构
振动
抑制
复合控制
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职称材料
题名
空间智能桁架的有限时间振动抑制控制
被引量：
6
1
作者
孙延超
李传江
常雅杰
马广富
机构
哈尔滨工业大学航天学院
水下机器人技术重点实验室(哈尔滨工程大学)
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期27-34,共8页
基金
国家自然科学基金(61304005
61174200)
高等学校博士学科点专项科研基金(20102302110031)
文摘
航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间理论并结合动态补偿线性化思想设计了基于终端滑模的有限时间控制方法.首先,基于有限元方法建立桁架动力学模型.然后,基于独立模态空间理论能够对各阶模态响应实现解耦的特点设计模态滤波器,利用扩张状态观测器对由外界环境干扰和模型摄动构成的系统总干扰进行实时估计,采用"动态补偿线性化"的思想将桁架动力学模型进行简化.最后,提出了一种结合双幂次趋近律与终端滑模面的有限时间控制器.仿真结果表明,相比于传统的齐次方法有限时间控制器,所提出的振动抑制控制器能够在较短时间内显著降低空间智能桁架结构在受到瞬态干扰力和周期干扰力作用时的模态振动响应幅值.算法具有良好的鲁棒性和有限时间振动收敛特性.
关键词
挠性振动抑制
智能桁架结构
独立模态空间控制
扩张状态观测器
终端滑模控制
Keywords
flexible vibration suppression
intelligent truss structure
independent modal space control
extended state observer
terminal sliding-mode control
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
一种主动抑制太阳帆板挠性振动的控制策略研究
被引量：
4
2
作者
施桂国
朱庆华
张子龙
机构
上海航天控制技术研究所
出处
《上海航天》
2016年第3期61-66,共6页
文摘
为提升高分辨率遥感卫星姿态控制精度,对主动抑制太阳帆板挠性振动的控制策略进行了研究。建立了由卫星平台、步进电机和太阳帆板组成的系统耦合动力学模型,分析了该模型的频率和阻尼比耦合特性。基于输入成型技术零极点对消的抑制振动原理,提出了对帆板原始转速指令进行整型并补偿电机定位转矩的控制策略:根据获得的系统各阶振动频率和阻尼比,设计各模态ZVD输入成型器,所有成型器卷积成综合成型器,原始帆板转速指令先输入综合成型器再输入电机以抑制各模态振动。数学仿真验证了该策略的原理可行性,表明控制策略能有效抑制帆板的挠性振动,且对设计参数误差和模型参数变化具较强的鲁棒性,有一定的工程应用价值。
关键词
高分辨率遥感卫星
太阳帆板驱动
姿态控制
主动
抑制
挠性
振动
输入成型
步进电机
定位转矩补偿
卷积
Keywords
High-resolution remote sensing satellite
Solar array drive
Attitude control
Active suppression of flexible vibration
Input shaping
Step motor
Detent torque compensation
Convolution
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
下载PDF
职称材料
题名
大椭圆轨道挠性卫星姿态快速机动控制研究
被引量：
1
3
作者
张洋
朱野
李东
鹿艺
朱振才
机构
中科院微小卫星创新研究院
出处
《上海航天》
CSCD
2017年第6期20-25,共6页
基金
国家自然科学基金资助(41504057)
文摘
对具挠性附件的大椭圆轨道卫星快速姿态机动控制进行了研究。针对此类卫星的非线性姿态动力学特点,用非线性矩阵二阶系统形式建立了卫星刚体与柔性结构模态耦合的动力学模型,用反馈非线性化将其转换为一类多胞线性参变系统。针对该系统设计线性状态反馈控制律实现区域极点配置,将相应控制律参数的求解转换为线性矩阵不等式约束下的凸优化问题。仿真结果表明:所提控制方法可同时实现挠性卫星的快速机动控制和挠性振动的有效抑制,能满足大椭圆轨道运行的挠性卫星完成不同观测区域切换的姿态控制任务。研究为大椭圆轨道挠性卫星的小角度快速机动控制提供了理论支撑。
关键词
大椭圆轨道
挠性
卫星
快速姿态机动
刚柔耦合
反馈非线性
多胞线性参变系统
凸优化
挠性振动抑制
Keywords
large elliptical orbit
flexible satellite
fast attitude maneuver
rigid and flexible coupling
nonlinear feedback
polytopic linear parametric system
convex optimization
flexible vibration suppress
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
下载PDF
职称材料
题名
一种应用输入成型的敏捷卫星快速姿态机动控制方法
被引量：
3
4
作者
周伟敏
廖瑛
杨雅君
朱庆华
机构
国防科学技术大学航天科学与工程学院
上海航天技术研究院
上海市空间智能控制技术重点实验室
上海航天控制技术研究所
出处
《航天器工程》
北大核心
2016年第4期27-32,共6页
基金
国家重大航天工程
文摘
敏捷卫星对姿态机动能力的快速性和稳定性提出了更高的要求,为此,提出一种应用输入成型的卫星姿态机动控制方法。通过引入比例-微分(PD)反馈加力矩前馈的复合控制,以及采用输入成型器对规划的原始姿态路径控制指令进行调制,使卫星控制后期稳定度得到提高,并能有效抑制挠性部件的振动。数学仿真验证的结果表明:对卫星姿态机动路径的规划和输入成型调制,可以在实现快速机动的同时,有效抑制挠性结构振动,缩短姿态稳定时间,为有效载荷提供更多的可工作时间和高精度、高稳定度的工作环境。
关键词
敏捷卫星
姿态机动
输入成型
路径规划
挠性
结构
振动
抑制
复合控制
Keywords
agile satellite
attitude maneuver
input shaping
path programming
flexible structure vibration restraint
composite control
分类号
V448.22 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
空间智能桁架的有限时间振动抑制控制
孙延超
李传江
常雅杰
马广富
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
6
下载PDF
职称材料
2
一种主动抑制太阳帆板挠性振动的控制策略研究
施桂国
朱庆华
张子龙
《上海航天》
2016
4
下载PDF
职称材料
3
大椭圆轨道挠性卫星姿态快速机动控制研究
张洋
朱野
李东
鹿艺
朱振才
《上海航天》
CSCD
2017
1
下载PDF
职称材料
4
一种应用输入成型的敏捷卫星快速姿态机动控制方法
周伟敏
廖瑛
杨雅君
朱庆华
《航天器工程》
北大核心
2016
3
下载PDF
职称材料
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