考虑执行机构动态特性的挠性航天器姿态控制研究

来源 :北京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuzhaozhihui
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
带有大型挠性附件的航天器在姿态快速机动过程中,挠性附件由于柔性大、刚度低的特性会产生振动,进而影响星本体的稳定性和姿态的精确度。本文主要针对挠性航天器姿态快速机动快速稳定的问题,在考虑执行机构动态特性的前提下,进行姿态控制策略的研究。首先,研究带有大型挠性附件航天器系统的动力学建模问题。考虑到执行机构的动力学特性,基于凯恩方法建立了动力学模型。其次,针对挠性航天器的振动抑制策略进行研究。该部分研究了两种具有代表性的振动抑制方法:正位置反馈法和输入成形法。前者是将挠性结构的模态坐标直接反馈给补偿器,通过补偿器参数的设计,增加被控对象的主动阻尼,从而在姿态机动过程中和结束后为挠性附件提供振动抑制;后者是一种前馈型控制技术,可以用来抑制挠性结构振动的剩余量。在MATLAB中分别对两种方法进行仿真验证,可知两种振动抑制策略都是可行且有效的。但是,前者稳定性、协调性尚待提高,后者则具有延时性。最后,综合挠性航天器在机动过程中的快速性和稳定性,基于有限时间控制算法,分别采用了高斯伪谱法和固定时间控制法对姿态机动进行控制。前者是对姿态机动整个过程进行开环规划,将航天器的快速机动问题转化成最优问题进行求解。后者用固定时间控制算法使得姿态在可估时间内快速收敛到平衡点,同时抑制附件振动。应用MATLAB仿真软件对上述控制策略进行仿真验证,结果证明,高斯伪谱法虽可以使系统在有限时间内收敛,但是精度有限,且为开环规划对初值敏感;而作为闭环控制的固定时间控制方法不依赖于系统的初始状态便可估计出系统的收敛时间,收敛速度快、精度高,具有有很强的鲁棒性。
其他文献
随着科技在信息方面的迅速发展及广泛应用,信息系统在各个行业中的应用规模不断扩张,因此而产生的信息量也呈现出爆炸性增长的趋势,大数据由此而生。在大数据背景下如何利用
通过中国知网数据库,对内蒙古农业大学草学学科在2010年1月1日——2019年12月31日期间内以第一作者和通讯作者发表的论文等数据进行统计和处理。参考武汉大学中国科学评价研
气候变化的加剧和化石能源的枯竭,促进了人类对可持续的清洁能源的开发和利用,同时,研发具有高能量密度和高功率密度的储能器件成为当务之急。超级电容器是一种重要的储能器件,与锂离子电池相比,具有更高的功率密度、更长的循环寿命和更低的维护成本,然而超级电容器的能量密度低,无法在新兴领域应用。本论文首先从电极材料设计角度出发,选择合适的电极材料,提高电极材料的比电容,获得具有高能量密度的超级电容器;然后从超
齿轮传动系统常用于变速箱中,由于间隙和时变刚度等因素的存在,导致齿轮在传动过程中会产生振动,这对车辆的平稳行驶和传动系统的可靠性都会造成不良影响,如产生冲击噪声,导致传动误差增大等。本文以两档自动变速器(Automated Mechanical Transmission,AMT)为研究对象,考虑齿轮传动过程中的非线性因素,建立了两档齿轮系统的非线性动力学方程,通过数值仿真得到了系统的相图、时间响应
近年来,光通信领域的发展导致了对各类光电滤波器件的需求不断高涨,引发了对更加小型化、集成化的光学滤波器的需要。表面等离激元是一种特殊的电磁波,可在金属与介质表面传
机制设计理论是最近三十年计算经济学领域中发展最快的一个分支,在现代经济社会中具有非常广阔的应用空间。从产品定价到网络广告拍卖,从选举投票到经济政策制定,为使这些场
马克思阶级理论是马克思主义理论的重要组成部分,深入研究和探讨马克思阶级理论对全面理解马克思主义学说具有非常重要的理论意义。同时,系统的阐述马克思阶级理论的基本内容及其思想旨趣,对于解析现代社会阶级冲突现象以及构建和谐的社会关系具有重要的现实指导意义。本文立足马克思主义经典文本,在借鉴前人相关研究成果的基础上,对马克思阶级理论进行了较系统全面深入的研究。具体包含以下几部分:第一章主要分析了马克思阶级理论产生的社会条件和思想来源,认为资本主义经济的发展及经济危机的爆发、无产阶
指示表常用来监控设备参数与运行状态,在众多生产生活领域都有广泛应用。大多数指示表不含通讯接口,测量数据需人工获取。而人工读数效率低且识别错误率高,为了改善指示表读
糖蛋白在生物体内丰度较低,且糖蛋白的异常变化常常伴随着许多疾病的发生如肿瘤、类风湿关节炎、艾滋病等。因而,对于糖蛋白的分离与富集方法的研究具有重要的意义。在糖蛋白的分离与富集方法中,凝集素亲和色谱是应用最为广泛的方法之一。近年来温度敏感色谱逐步成为研究的热点,温度敏感亲和色谱不仅可以保证对目标分子的特异性富集,而且可以仅通过改变温度来控制目标分子的释放,而不需要改变流动相的组成和pH值。本文主要采
Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁体是由高磁晶各向异性的Nd2Fe14B相和高饱和磁化强度的α-Fe相在纳米尺度通过晶间交换耦合作用复合而成的双相永磁材料,因其具有较高的理论磁能积