摘要：考虑刚性主体上带有挠性梁的航天器,在建立挠性系统动力学模型的基础上,采用指数趋近率的滑模变结构控制策略进行大角度机动控制,并通过最优控制理论设计弹性稳态器抑制由于刚体运动而激发的弹性振动。数字仿真表明,提出的控制策略在实现旋转机动的同时,有效地抑制了弹性振动。

摘要：研究了挠性航天器姿态机动过程中挠性附件的主动振动控制问题。针对刚性主体上带有挠性梁的航天器,在建立挠性系统动力学模型的基础上,采用滑模变结构控制策略进行挠性航天器的大角度机动控制,为了快速抑制由于刚体运动而激发的弹性振动,在挠性梁上配置压电致动器,并通过速度反馈设计压电致动器的控制律。仿真结果表明,此方法在实现了旋转机动的同时,有效抑制了弹性振动。

摘要：研究了挠性航天器姿态跟踪的非线性PID控制技术。基于误差四元数的动力学和运动学方程,运用Lyapunov稳定性理论设计了新型的航天器非线性PID控制器。控制器不仅具有非线性特点,而且比例参数具有时变的特性,能够根据误差的大小自行进行调整,因此比常规PID控制器具有更好的控制效果。另外,控制器可调参数少,计算简单,工程上易于实现,数学仿真证明了控制方法的有效性。

摘要：针对挠性航天器中输入受限问题,设计了基于LMI的抗饱和补偿器。理想情况下,挠性航天器采用LQG控制,保持系统闭环稳定;输入受限时,在不改变系统原有结构的前提下,设计基于LMI的抗饱和补偿器。抗饱和补偿器为静态补偿器,所以不增加系统阶数;它不仅保证系统能够闭环稳定,还能保证系统满足最优的L2指标。仿真表明,在理想情况和受限情况下,抗饱和补偿器均能保证系统闭环稳定,并且具有良好的鲁棒性。

摘要：针对挠性航天器姿态控制中的干扰和振动抑制问题,提出了1种带有非线性内模补偿的鲁棒姿态控制器。基于内模原理设计非线性动态干扰补偿器,可渐近抑制非线性外部系统产生的时变干扰信号。分析刚挠耦合关联系统特性并应用Lyapunov方法,提出1种基于姿态角速度反馈镇定挠性模态的鲁棒态控制律,实现了包括挠性模态在内系统状态量的渐近稳定。该控制器仅采用姿态角和姿态角速度测量信息,不需要测量模态,易于工程实现。将该控制器用于挠性航天器姿态控制,仿真结果验证了其有效性和对干扰的鲁棒性。

摘要：针对挠性航天器中存在的外部时变干扰影响因素,提出了一种预定时间滑模姿态控制方法。设计自适应律估计未知干扰上界,并在控制器中对其进行补偿,以抑制外部干扰对系统的不利影响。同时,在挠性航天器姿态机动控制方案设计和稳定性分析过程中,引入对执行机构单框架控制力矩陀螺群(SGCMGs)动力学因素的分析,相对于已有方案更贴合实际应用。进一步地,该文采用Lyapunov理论证明了系统实际预定时间稳定。仿真结果可得,该文控制方案可使系统获得较高稳态精度,并可实现姿态快速机动。

摘要：针对挠性航天器带有执行机构饱和的姿态控制问题,提出了一种将自适应变结构和智能控制相结合的智能鲁棒控制方法。首先,在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,针对挠性模态不可测的特点,给出了仅利用输出信息的智能自适应变结构输出反馈控制器的设计方法,其中利用神经网络控制来补偿执行机构饱和非线性和采用自适应控制技术克服确定不确定性的界的困难,并基于Lyapunov方法分析了滑动模态的存在性及系统的稳定性。最后,将该方法应用于挠性航天器的姿态机动控制,在反作用飞轮存在饱和特性约束的情况下,完成姿态机动的同时,可有效地抑制挠性附件的振动。

摘要：挠性航天器在姿态机动过程会受环境干扰力矩的作用,研究有扰情况下挠性航天器的姿态跟踪控制问题。首先,设计了干扰观测器在线估计频率已知的外部干扰信号,然后,基于干扰观测器设计了非线性反馈姿态跟踪控制器以跟踪目标姿态,并且该控制器只需要误差四元数和角速度的反馈信息。其次,采用Lyapunov方程和Barbalat引理证明了控制系统的全局渐近稳定性;为简化分析,在证明过程中采用集中参数法将高维分块对称矩阵转化为低阶矩阵。最后,针对外部干扰为常值干扰和周期干扰的情况,分别进行了仿真分析。仿真结果表明,干扰观测器可以渐近跟踪外部干扰,基于观测器的非线性反馈控制器满足姿态跟踪控制要求,是有效的。

摘要：针对控制输入受限的挠性航天器有限时间姿态控制问题,提出一种将姿态路径优化和终端滑模控制相结合的方法。首先,为了解决控制受限以及挠性附件的振动问题,对航天器姿态机动路径进行了优化设计。其次,基于终端滑模控制思想,设计了一种有限时间控制器,利用Lyapunov稳定性理论证明了挠性航天器姿态控制系统的全局稳定性。最后的仿真结果表明,所设计的姿态控制器不仅保证了挠性航天器能在有限的时间内完成姿态机动,而且对空间环境干扰和挠性附件振动具有较强的鲁棒性。

摘要：研究含变时滞输入的挠性航天器姿态复合控制问题。其核心思想是通过设计一个时滞依赖的H_∞控制和干扰观测器(DOBC)相结合的复合分层控制结构,实现姿态角和姿态角速度的稳定控制。在内环回路中干扰观测器对挠性附件振动所引起的干扰进行估计并进行前馈补偿,在外环回路设计相应的H_∞控制器对外部干扰进行有效抑制。所提方法可为振动引起的干扰进行精确补偿,减少干扰对控制效果的影响;另外设计了时滞依赖的状态控制器,降低了时滞对姿态的影响。最后,仿真结果表明改进方法能够比较准确地将振动干扰估计出来,同时显示了不同时滞对姿态角和姿态角速度的影响。