摘要：针对挠性航天器大角度姿态机动问题,将神经网络、分数阶微积分与滑模控制相结合,构造基于神经网络的分数阶滑模控制并应用于挠性航天器的姿态控制中。首先,设计了分数阶滑模控制器,在滑模面的设计中采用分数阶微积分算子,利用分数阶微积分算子的记忆性和遗传特性,使挠性航天器的姿态角能够快速达到稳定;然后,将外界干扰项和挠性附件振动构成复合扰动,设计径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络逼近复合扰动,有效抑制了外界扰动和挠性振动对姿态产生的影响;最后,通过仿真证明了所设计控制系统的稳定性。仿真结果表明,所设计的基于RBF神经网络的分数阶滑模控制器能够使挠性附件振动迅速衰减,从而可使挠性航天器的姿态角快速达到期望值。

摘要：针对挠性航天器姿态机动过程中的振动抑制问题,提出了一种新的姿态控制方法.通过对闭环系统的柔性模态设计输入成形器,抑制挠性附件的振动;在此基础上,设计一种包含机动时间、稳定时间及模态振动能量的优化性能指标,选取闭环系统的刚体模态阻尼比,并优化反馈控制参数,保证刚体运动的平稳性.仿真结果表明所提方法可提高挠性航天器姿态机动的性能.

摘要：以单轴转动的挠性航天器为研究对象,建立了考虑重力效应的挠性航天器动力学模型,并对该航天器在地面调试阶段和空间应用阶段的振动特性和姿态控制精度进行了仿真研究。仿真结果表明,重力项对挠性航天器的振动特性和姿态控制精度均有影响。为了使挠性航天器在不同重力环境下均达到较高的姿态控制精度和理想的振动抑制效果,设计了自抗扰控制器(ADRC),ADRC不依赖于被控对象精确的数学模型,能够应用于不同的重力环境。仿真结果表明,该控制器能实现挠性航天器在地面调试与空间应用阶段的姿态控制及振动抑制。

摘要：本文研究一类挠性航天器平面大角度旋转机动的控制问题，考虑构形为中心刚体带挠性梁的航天器，基于系统的非线性无穷维模型，只利用对中心刚体旋转角和角速度的测量数据，设计了一种模糊跟踪控制方案，并证明了闭环系统的渐近稳定性，数值仿真和物理实验结果显示了所设计的控制算法的有效性。

摘要：对于一类具有一个中心刚体和两块对称安装的太阳帆板的挠性航天器,针对其帆板较长、弹性位移较大,导致根据文献[2]直接建立的模型不准的问题,提出将弹性帆板分段处理的方法,分别引入浮动坐标系,建立系统的动力学仿真模型。并将针对整体模型设计的控制规律作用于该模型,进行了数值仿真。仿真结果表明,对于大变形情况,分段处理的方法十分有效。

摘要：针对挠性航天器姿态机动控制和主动振动抑制问题,提出一种具有干扰抑制的自适应输出反馈机动主动振动抑制控制器设计方法。首先,利用挠性附件固有物理特性构造了一种结构简单的开环模态观测器,然后以此获得的模态估计信息及可测量的姿态四元数和角速度信息,基于自适应反步设计方法进行反馈控制器设计。设计中无需忽略挠性附件和中心刚体的耦合,且挠性模态振动抑制效果明显,保证了闭环系统在参数不确定存在和外部干扰作用下的姿态稳定鲁棒性,对外部干扰力矩具有L2增益抑制性能。通过理论证明和仿真研究证明了所设计控制器的有效性和可行性。

摘要：研究了挠性航天器高精度姿态控制问题。考虑被控对象的非线性、外部干扰以及挠性结构和惯量参数不确定性,设计了直接自适应姿态控制律。通过对经典直接自适应控制中参数自适应律的改进,进一步提高了姿态控制系统性能。该控制系统不仅考虑了挠性结构和惯量参数不确定性,同时考虑了系统非线性特性及外部干扰,且参考模型阶数小于实际被控对象阶数,控制系统结构简单。仿真结果验证了其有效性。

摘要：针对反作用飞轮带有死区非线性输入特性的三轴稳定挠性航天器姿态机动控制问题,提出一种由变结构与神经网络自适应控制技术相结合的智能控制方法。首先,基于航天器非线性和低阶模态动力学模型设计了变结构输出反馈控制律,给出了滑模存在条件,保证闭环系统渐近稳定;其次,采用神经网络自适应控制技术对系统的不确定性因素进行补偿控制,并利用Lyapunov方法分析了系统的渐近稳定性。智能控制的引入使得控制器具有很强的自学习能力和自适应能力,可有效降低不确定因素对系统产生的影响。最后,将本文提出的控制策略应用于三轴稳定挠性航天器的姿态机动控制,仿真结果表明本文方法是行之有效的。

摘要：针对复杂的非线性航天器轨道及姿态模型,考虑了存在外部扰动力矩及轨道机动引起航天器挠性附件振动的挠性航天器姿态稳定的问题,设计了基于滑模算法的挠性航天器姿态控制器,优点是设计的控制器仅需要航天器姿态角信息不需要姿态角速度信息。滑模算法表现出了对外部扰动及轨道机动过程对挠性航天器姿态影响的鲁棒性,可以使处于轨道机动过程中的挠性航天器姿态控制系统稳定。给出了基于Lyapunov稳定性理论的姿态控制闭环系统稳定性证明。仿真结果表明:本挠性航天器姿态控制系统在外部扰动及轨道机动控制力的影响下稳定。

摘要：许多空间飞行任务需要挠性航天器的姿态跟踪控制。由于燃料消耗和柔性附件展开等原因,挠性航天器的惯量矩阵并非确定的常值矩阵,本文研究惯量矩阵未知时挠性航天器的姿态跟踪控制问题。基于惯量估计器设计了非线性反馈控制器,使航天器跟踪惯性空间的目标姿态角速度。通过构造Lyapunov函数并利用Barbalat引理证明了控制系统的全局渐进稳定性。最后进行了数值仿真以验证控制器的有效性。