摘要：直接在矩阵二阶框架下,利用特征结构配置参数化方法,研究矩阵二阶线性系统的鲁棒极点配置问题.将两种测量闭环特征值灵敏度方法有机地结合起来,给出一个新的优化性能指标,此指标的优化过程完全依赖于特征结构配置中的设计自由度.为进一步提高闭环系统的鲁棒稳定性,闭环极点也作为设计自由度的一部分参与优化.数值例子分析结果表明了该方法的有效性.

摘要：研究基于特征结构配置的二阶线性系统鲁棒容错控制设计问题,目的是重新设计状态反馈控制律,使得故障闭环系统和正常闭环系统具有相同的特征值.两闭环系统的特征向量依最小二乘法接近,而且能通过极小化灵敏度指标提高系统的鲁棒性.基于状态反馈特征结构配置的参数化结果,将系统灵敏度指标优化问题转化为含有约束条件的优化问题,并提出了鲁棒容错控制设计方法.数值算例及其仿真结果验证了所提出设计方法的有效性.

摘要：本文研究了带有超大型挠性附件的卫星的姿态控制问题.关于挠性航天器振动抑制与姿态控制,绝大多数已有的控制方法都是针对某一单一指标提出的.然而工程上要同时兼顾精度、快速性、平稳性、挠性部件的振动抑制以及各种鲁棒性,因此挠性航天器的姿态控制系统设计实际上是一个典型的多目标设计问题.本文针对具有超大挠性网状天线卫星的俯仰通道姿态系统,提出了一种基于输出反馈的鲁棒极点配置的参数化多目标设计方法.首先给出了系统能控与能观的充分必要条件,然后给出了动态补偿器以及特征向量矩阵的参数化表达,并在此基础上进一步对自由参向量进行了多目标优化,使得控制系统具有: 1)配置到期望区域的极点;2)较低的特征值灵敏度;3)较强的高阶未建模动态抑制能力;4)尽可能小的控制增益.最后,本文根据卫星工程参数进行了控制器设计与仿真验证,仿真结果表明本文提出的方法可以在动态响应、高阶未建模动态抑制能力、控制量峰值等方面优于传统的PID控制器.

摘要：电帆柔索动力系统以太阳风动压为动力源是一种颇具前景的无工质推进方式,由末端质量在自旋运动中产生的离心力带动展开。由于大变形、大转动柔索具有较强的几何、材料非线性,刚体运动与变形之间出现强耦合等特性,为了对柔索电帆展开过程中的整体姿态变化进行准确模拟仿真,本文采用基于有限段离散化方法建立了多刚体加柔性连接的柔索模型,实现了电帆柔索展开机构的柔性体建模。针对不同驱动展开角速度以及末端质量的情况,本文通过分析柔索伸长速率、末端运动相位、绳内张紧力等的变化特点,分析展开过程中柔索动态特性及影响因素。其中驱动角速度影响展开速率以及柔索运动相位的变化,末端随半径的增加产生的离心力也越大,可能使柔索出现反向缠绕的现象;对更大长细比的柔索,增加末端质量能够增加电帆自旋展开的稳定性。本文的研究能够为柔索电帆机构设计、柔索展开控制及帆面保持提供有效的理论参考。

摘要：利用一种完全参数化的设计方法,直接在矩阵二阶系统的框架下研究不确定性矩阵二阶系统的H∞观测器设计问题,目标是使观测过程在保持鲁棒稳定并达到期望的动态特性的同时,还能使得外部干扰到误差状态的传递函数的H∞范数小于事先给定的上界数值。基于矩阵二阶系统的Sylvester方程的完全参数化解,通过一组设计参数建立了观测器的所有增益矩阵以及观测器系统矩阵的左特征向量的完全参数化形式。并在此基础上,将H∞范数的上界约束条件转化成一个等价的约束设计参数的条件。该方法能够提供所有的设计自由度,有很强的应用价值。最后通过一个弹簧质量系统表明此方法的有效性。

摘要：针对指向约束下的航天器姿态重定向控制问题,提出一种解析的有限时间滑模控制器.与现有渐进收敛控制算法相比,该算法具有更快的收敛速度.根据姿态机动目标和姿态指向约束建立相应的导航势函数,并在滑模面上引入势函数及其梯度信息,使得航天器机动到目标姿态的过程中可以满足姿态指向约束.为严格保证滑模面外指向约束的可行性,结合滑模函数以及人工势场函数建立了新的李雅普诺夫函数.接着,基于该李雅普诺夫函数和有限时间收敛定理,设计一种控制器以实现指向约束下有限时间航天器姿态重定向控制.数值仿真表明所提控制器可以实现姿态快速收敛并确保航天器姿态指向约束的可行性.

摘要：由于复杂卫星在轨运行中不可避免地存在着抖动振动,从而导致星敏感器数据不稳和精度降低,这给低信噪比条件下的敏感器姿态测量数据处理带来了很大困难。该文针对复杂卫星抖动情况下数据的处理进行了讨论,分析了星敏感器测量原理及各类误差源产生机理,并在此基础上,重点研究了抖动条件下的星敏感器姿态测量数据处理技术,结合抖动幅频特性,通过寻找用于处理抖动引起误差的幅频分界点,分析了抖动对星敏感器姿态测量精度的影响,并结合卫星姿态确定过程,给出了抖动情况下星敏感器姿态测量数据的处理方法,可有效地提高星敏感器数据处理精度,使不经稳态控制就可对抖动测量数据进行处理成为可能,大大降低了系统的设计成本,缩短了设计周期。

摘要：针对一类卫星平台的推力器布局进行优化方法建模,给出推力器布局设计原则和优化指标,将推力器布局问题转化为一个多约束多目标寻优问题.最后对IntelSat-VII/VIIA推力器布局进行优化设计,优化结果达到了预期效果,验证了本文方法和指标的有效性.

摘要：根据锂电池的特点,采用CAN总线技术,提出了一种基于CAN总线的锂电池自动测控系统设计方案.运行结果表明,CAN总线的应用可提高系统的扩充能力,使整个系统能够同时检测上万只电池,满足锂电池大规模生产的需要.

摘要：研究一种基于G2的集故障注入、故障模拟和故障诊断为一体的半物理仿真系统,包括基于VxW orks的实时硬件模拟系统、星载姿轨控计算机、数管及遥控遥测模拟器和专用接口箱等.开发了基于G2的以某一类典型卫星控制系统为对象的故障诊断专家系统,并对G2外部接口进行了扩展设计.最后,以典型故障为例,在半物理仿真平台上进行了演示验证.