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绳系太阳能发电卫星姿态机动的边界控制
  • ISSN号:1004-4523
  • 期刊名称:振动工程学报
  • 时间:2013.2.15
  • 页码:41-47
  • 分类:V448.2[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学控制科学与工程系,黑龙江哈尔滨150001, [2]哈尔滨师范大学电子工程系,黑龙江哈尔滨150025
  • 相关基金:国家自然科学基金创新研究群体基金资助项目(61021002);国家自然科学基金资助项目(61174203);航天科技创新基金资助项目;黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12511151)
  • 相关项目:考虑导弹动态特性的有限时间收敛导引律
作者: 周荻|范继祥|
中文摘要:

针对绳系太阳能发电卫星大角度回转机动时太阳能板的振动抑制问题,提出了主姿态控制和边界最优主动振动控制相结合的复合控制方法。基于Lyapunov方法设计的主姿态控制器不但能够使卫星完成姿态机动,而且能够以太阳能板根部的弯曲力矩作为反馈信息,通过改变太阳能板根部的控制力矩来保证挠性结构振动的衰减性。考虑到绳的单侧饱和非线性特性,用非二次型性能指标代替传统的二次型性能指标设计的边界最优控制器能够进一步抑制挠性结构的振动。设计的同时证明了系统的稳定性及控制器的最优性。将该复合控制方法用于绳系卫星大角度单轴回转机动的仿真研究,仿真结果验证了该控制策略的有效性。

英文摘要:

A composite control approach is proposed for vibration suppression of tethered space solar power satellite (SSPS) during large-angle slewing maneuver by combining main attitude control and active vibration control based on boundary optimal method. The mathematical description for the slewing motion of tethered SSPS is presented. Lyapunov method is applied in the design of the main controller, which is able not only to implement attitude maneuvering of tethered satellite but also suppress the relatively large amplitude vibration of the flexible solar panel by changing the control torque acting on the root of the solar panel. Taking the unilateral and saturated nonlinearity of the flexible tether into account, the boundary optimal controller, act- ing on the corners of flexible solar panels, is designed by substituting the conventional quadratic performance function with nonquadratic performance function and is desired, as a compensate control system, for the further vibration suppression. In the design process, the stability of the vibration control system and the optimality of the controller are proved. Simulation results demonstrate the proposed control strategy can significantly reduce the vibration of the ~lexihle solar panel during and after the maneuver operation.

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期刊信息
  • 《振动工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国振动工程学会
  • 主编:刘人怀
  • 地址:南京市御道街29号
  • 邮编:210016
  • 邮箱:zdxb@nuaa.edu.cn
  • 电话:025-84895885
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4523
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1349/TB
  • 邮发代号:28-249
  • 获奖情况:
  • 1995年江苏省首届期刊质评一级期刊,1997年获中国科协优秀期刊,1999年获国家自然科学基金委经费资助
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12831