基于微分估计和弹性辨识的火箭姿态控制器设计

作     者：王佩 张科 吕梅柏 葛致磊 王靖宇 Wang Pei Zhang Ke Ge Zhilei Lv Meibo Wang Jingyu

作者机构：西北工业大学航天学院陕西西安710072 航天飞行动力学国家级重点实验室陕西西安710072 

基　　金：国家自然科学基金(61374209) 航天支撑基金(2015-HT-XGD-02)资助 

出 版 物：《西北工业大学学报》 (Journal of Northwestern Polytechnical University)

年 卷 期：2017年第35卷第4期

页      码：578-585页

摘      要：针对捆绑运载火箭姿态运动中由结构参数变化、内外干扰和弹性频率摄动引起的姿态控制问题,基于动态补偿线性化和系统辨识的思想,设计了一种基于微分估计和弹性频率辨识的运载火箭姿态控制器。该控制器由刚体姿态控制器和自适应弹性滤波器两部分组成。首先,通过微分器利用姿态测量信息估计因参数变化、运动耦合和内、外干扰引起的不确定项用于动态补偿,结合分数阶PDμ控制实现对火箭刚体姿态运动的控制。其次,根据箭体刚体运动与弹性振动在频率特性上的差异,利用控制输入和姿态输出采样信号辨识姿态传递函数参数,计算弹性振动频率,据此动态调整陷波滤波器中心频率,实现对弹性振动的自适应抑制。最后,通过仿真验证了上述设计的可行性,结果表明所设计的控制器具有较强的抗干扰性和鲁棒性,能够实现对一阶弹性振动的动态抑制,具有一定的工程参考价值。

主 题 词：运载火箭 姿态控制 微分器 分数阶 弹性频率辨识 

学科分类：0810[工学-土木类] 08[工学] 081105[081105] 0805[工学-能源动力学] 0811[工学-水利类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1000-2758.2017.04.004

馆 藏 号：203255334...