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基于内模原理的复杂挠性卫星姿态控制研究
陆栋宁;刘一武
【期刊名称】《宇航学报》
【年(卷),期】2014(035)003
【摘要】首先对具有运动挠性附件的航天器的姿态动力学模型进行了简要讨论和分析,证明了对于受步进扰动的复杂挠性卫星系统,采用输出反馈PD控制仅能得到一致有界稳定的结论.为了获得闭环系统的渐近稳定性能,进一步构造了具有内模补偿的PD控制系统,并且根据Lyapunov理论给出了严格证明.基于美国GOES-8号静止轨道气象卫星公布的动力学参数,对PD控制及含有内模补偿的PD控制两类控制器进行了仿真对比,以校验所设计控制系统的有效性.最后,进行了总结并提出进一步的研究设想.
【总页数】9页(P306-314)
【作者】陆栋宁;刘一武
【作者单位】北京控制工程研究所,北京100190;空间智能控制技术重点实验室,北京100190;北京控制工程研究所,北京100190
【正文语种】中文
【中图分类】V448.22
【相关文献】
1.基于特征模型的挠性充液卫星姿态控制 [J], 张涛
2.基于自组织小脑神经网络的挠性卫星姿态控制 [J], 谭立国;文涛;陈兴林;宋申民
3.基于SVM的逆模型控制在挠性卫星姿态控制中的应用 [J], 温奇咏;李金龙;李刚;马广程
4.一种新型滑模控制算法在挠性多体卫星姿态控制中的应用 [J], 李信栋; 邹奎; 苟兴宇
5.基于H_∞鲁棒控制的挠性卫星姿态控制 [J], 宋斌;马广富;李传江;谌颖
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无人倾转旋翼机飞行力学建模与姿态控制技术研究一、本文概述随着无人驾驶技术的快速发展，无人倾转旋翼机作为一种新型的飞行器，在军事侦察、民用救援、环境监测等领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在深入研究无人倾转旋翼机的飞行动力学建模与姿态控制技术，以提高其飞行性能、安全性和任务执行效率。
本文将首先介绍无人倾转旋翼机的结构特点和工作原理，分析其飞行动力学特性。
在此基础上，建立无人倾转旋翼机的飞行动力学模型，该模型将包括飞行器的运动方程、动力学方程以及约束条件等。
通过该模型，可以全面描述无人倾转旋翼机的飞行状态，为后续的姿态控制技术研究提供基础。
随后，本文将重点研究无人倾转旋翼机的姿态控制技术。
分析无人倾转旋翼机在飞行过程中面临的姿态控制问题，如飞行稳定性、抗风干扰等。
设计相应的姿态控制算法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等，以提高无人倾转旋翼机的姿态控制精度和稳定性。
同时，还将探讨如何结合无人倾转旋翼机的飞行动力学模型，对姿态控制算法进行优化和改进，以进一步提升其飞行性能。
本文将通过仿真实验和实地飞行测试，对所建立的飞行动力学模型和设计的姿态控制算法进行验证和评估。
通过对比分析实验结果，评估无人倾转旋翼机的飞行性能和姿态控制效果，为进一步优化设计和实际应用提供有力支持。
本文旨在通过深入研究无人倾转旋翼机的飞行动力学建模与姿态控制技术，为其在实际应用中的性能提升和安全保障提供理论支持和技术指导。
二、无人倾转旋翼机概述无人倾转旋翼机是一种独特的垂直起降（VTOL）飞行器，结合了固定翼飞机和直升机的优点，能够在垂直起降和高速飞行之间实现无缝切换。
这种飞行器通过改变旋翼的倾转角度，实现从垂直起降到水平飞行的过渡，反之亦然。
这种灵活性使得无人倾转旋翼机在军事侦察、民用救援、环境监测、农业喷洒等众多领域具有广阔的应用前景。
无人倾转旋翼机的设计和控制比传统固定翼飞机或直升机更为复杂。
它需要在保证垂直起降的稳定性和安全性的同时，还要确保在高速飞行时的性能。
挠性航天器刚柔耦合动力学建模与姿态控制技术的研究共3篇挠性航天器刚柔耦合动力学建模与姿态控制技术的研究1在航天探索中，挠性航天器的应用越来越广泛，得到了十分重视。
它具有重量轻、载荷能力强等优势，但相对应的却是挠性大，对姿态控制和稳定性要求极高。
挠性航天器的刚柔耦合动力学建模是研究其姿态控制技术的基础。
在建模中，需要考虑它的结构、弹性、惯性和控制等因素，综合分析其动力学性质。
大量的理论分析和实验研究表明，刚体模型无法贴切准确地描述挠性航天器的动态响应，所以需要建立刚柔耦合动力学模型。
模型的复杂性需要高精度数学方法的支持，而采用有限元法对其进行建模是目前较为常用的方法之一。
建模过程中，特别要注意模型精度和计算效率的平衡，以避免精度和时间的浪费。
在进行姿态控制的过程中，通常采用的是控制定律或控制策略。
其中，比较常见的是开环控制和闭环控制。
开环控制是直接将控制信号给予执行机构，缺点是无法实时地反馈和调整，容易失去控制；而闭环控制则在开环控制的基础上，引入了反馈调节，可以根据反馈信号进行实时控制，能够更好地控制姿态，但同时也增加了复杂度。
挠性航天器的姿态控制技术应用场景较为复杂，需要根据不同的任务需求，采用不同的控制策略。
例如，在对星载望远镜进行观测时，需要对挠性航天器的姿态做出高精度控制，可以采用自适应控制策略；在进行卫星捕获和交会对接时，需要将挠性航天器的姿态快速稳定，可以采用模型参考自适应控制策略等。
总的来说，挠性航天器刚柔耦合动力学建模和姿态控制技术的研究，对于保障航天器安全、提高航天器任务成功率具有重要作用。
在实际应用中，需要综合考虑针对不同任务情况选择合适的建模方法和控制策略，以实现航天器的精准运行和任务完成综上所述，挠性航天器刚柔耦合动力学建模与姿态控制技术是航天器领域研究的重要方向之一。
建模方法和控制策略的选择直接影响航天器的安全和任务成功率。
因此，需要持续深入研究，不断完善技术手段，以确保航天器的正常运行和各种任务的高质量完成挠性航天器刚柔耦合动力学建模与姿态控制技术的研究2随着科技的不断发展，人类对于探索宇宙的渴望也越来越强烈。
考虑重力效应的挠性航天器姿态控制及振动抑制刘福才;陈鑫;贾晓菁【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.【期刊名称】《高技术通讯》【年(卷),期】2015(025)007【总页数】10页(P703-712)【关键词】挠性航天器;重力效应;姿态控制;振动抑制【作者】刘福才;陈鑫;贾晓菁【作者单位】燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室秦皇岛 066004;燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室秦皇岛 066004;燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室秦皇岛 066004【正文语种】中文现代航天器为了完成各种空间任务往往携带着挠性附件，且对姿态控制精度的要求很高。
然而在航天器姿态机动的过程中，由于挠性附件与中心刚体之间存在耦合，挠性附件会产生振动，进而影响航天器姿态控制的精度，使整个系统的性能下降。
因此，结构振动控制技术成为提高航天器控制精度的一项关键技术。
近年来，国内外许多学者对挠性航天器的振动抑制问题进行了研究[1-5]。
所有挠性航天器都是在地面组装调试，到空间使用服役的[6,7]。
为了确保空间应用阶段各设备正常工作，并能同时达到各项性能指标要求，在升空前要在地面重力环境下模拟空间微重力环境。
虽然模拟试验方法有落塔法、抛物飞行法、水浮法、悬吊法、气悬浮法等[8]，但都不能完全消除重力对试验系统的影响，地面与空间由于重力环境的不同，会导致挠性航天器动力学特性发生变化。
