文档介绍：工学硕士学位论文
挠性卫星姿态机动的时变滑模变结构
主动振动控制研究
姜野
哈尔滨工业大学
2007 年 7 月
国内图书分类号: TP273
国际图书分类号:
工学硕士学位论文
挠性卫星姿态机动的时变滑模变结构
主动振动控制研究
硕士研究生: 姜野
导师: 马广富教授
申请学位: 工学硕士
学科、专业: 控制科学与工程
所在单位: 控制科学与工程系
答辩日期: 2007 年 7 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index: TP273
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Dissertation for the Master Degree in Engineering
VARIABLE STRUCTURE
MANEUVERING CONTROL WITH
TIME-VARYING SLIDING SURFACE AND
ACTIVE VIBRATION DAMPING OF
FLEXIBLE SATELLITE
Candidate: Jiang Ye
Supervisor: Prof. Ma Guangfu
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Control Science and Engineering
Dept. of Control Science and
Affiliation:
Engineering
Date of Defence: July, 2007
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
随着卫星技术的不断发展与航天需求的不断增长,卫星挠性结构的主
动振动控制技术成为卫星姿态控制系统设计的关键技术。本学位论文结合国
家自然科学基金“航天器挠性结构的主动振动控制研究(60674101)”课题和
高等学校博士学科点专项科研基金“挠性多体结构卫星主动振动控制技术研
究(20050213010)”课题,从理论上对粘贴有压电智能元件的挠性卫星的姿
态控制和主动振动控制理论等展开了细致的研究,其研究内容主要包括以下
几个方面:
本文首先给出了挠性卫星的非线性运动学方程和低阶模态动力学方
程,为姿态控制系统的分析和设计奠定了基础。
针对挠性卫星的动力学模型存在着模型不确定性因素以及外部扰动作
用的控制问题,在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,给出了变结
构输出反馈控制器的设计方法,并基于 Lyapunov 方法分析了滑动模态的存
在性及稳定性。为了抑制挠性结构的振动,采用分布式压电元件作为作动
器,设计了应变率反馈补偿器以增加挠性结构的阻尼,使其振动能够很快衰
减。另外,考虑到喷气推力器作为执行机构只能产生某一固定幅值的控制力
矩的情况,将脉冲调宽调频调