發(fā)布時(shí)間：2017-10-30 22:25

  本文關(guān)鍵詞：基于自適應(yīng)模糊滑模的航天器姿態(tài)穩(wěn)定的研究

  更多相關(guān)文章： 航天器 姿態(tài)穩(wěn)定 滑�？刂� 自適應(yīng)模糊滑�？刂�

【摘要】：航天器姿態(tài)控制問(wèn)題是航天器控制的關(guān)鍵問(wèn)題之一,姿態(tài)穩(wěn)定作為姿態(tài)控制問(wèn)題的一部分,也是航天器控制研究的重點(diǎn)。航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)具有多輸入多輸出,強(qiáng)耦合,外部干擾多的特點(diǎn),同時(shí),參數(shù)、干擾不確定性的存在也使得航天器姿態(tài)控制問(wèn)題進(jìn)一步復(fù)雜化。本文的研究重點(diǎn)是在未解耦、干擾上界不定的情況下設(shè)計(jì)自適應(yīng)模糊滑模控制器,使航天器姿態(tài)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到指定位置。本文首先介紹了滑模變結(jié)構(gòu)的定義、基本特性及缺點(diǎn),為設(shè)計(jì)滑�？刂破鞯於藬�(shù)學(xué)基礎(chǔ);然后介紹了航天器姿態(tài)控制的數(shù)學(xué)描述,包括了坐標(biāo)系及常用的描述方式,然后給出了航天器姿態(tài)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,為下文建立了模型。接下來(lái)設(shè)計(jì)了基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的航天器姿態(tài)穩(wěn)定控制器,并運(yùn)用Lyapunov函數(shù)直接法證明系統(tǒng)的穩(wěn)定性,仿真結(jié)果證明在干擾有界的情況下,設(shè)計(jì)的控制器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到指定位置,并且抖振幅度很小,滿足設(shè)計(jì)要求。針對(duì)滑模變結(jié)構(gòu)控制對(duì)干擾有界的要求,限制了滑模變結(jié)構(gòu)控制在航天器姿態(tài)控制上的應(yīng)用,本文設(shè)計(jì)了自適應(yīng)模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制器,首先介紹了模糊控制的基本概念,并給出了對(duì)于一般非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)模糊滑模控制器的設(shè)計(jì),然后將設(shè)計(jì)的控制器應(yīng)用到航天器姿態(tài)穩(wěn)定控制上,并給出了理論證明,通過(guò)實(shí)例仿真證明設(shè)計(jì)的自適應(yīng)模糊滑�？刂破髟诓恍枰怦畹那闆r下實(shí)現(xiàn)了控制目標(biāo),并且減少了達(dá)到時(shí)間,削弱了抖振。
【關(guān)鍵詞】：航天器 姿態(tài)穩(wěn)定 滑�？刂� 自適應(yīng)模糊滑模控制
【學(xué)位授予單位】：渤海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V448.22
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 1 緒論11-16
• 1.1 課題背景及研究意義11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 航天器姿態(tài)穩(wěn)定的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排15-16
• 2 滑模變結(jié)構(gòu)控制16-23
• 2.1 滑模變結(jié)構(gòu)的基本概念16-17
• 2.2 滑模變結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)描述17-18
• 2.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的基本特性18-20
• 2.3.1 滑動(dòng)模態(tài)的存在性18
• 2.3.2 滑動(dòng)模態(tài)的可達(dá)性18
• 2.3.3 滑動(dòng)模態(tài)的穩(wěn)定性18-19
• 2.3.4 滑動(dòng)模態(tài)的不變性19
• 2.3.5 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)19-20
• 2.4 滑模變結(jié)構(gòu)控制的設(shè)計(jì)方法20-21
• 2.4.1 切換函數(shù)的選擇20-21
• 2.4.2 變結(jié)構(gòu)控制的求取21
• 2.5 滑模存在的問(wèn)題21-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 3 航天器姿態(tài)的數(shù)學(xué)描述23-30
• 3.1 相關(guān)坐標(biāo)系的說(shuō)明23-24
• 3.1.1 星體坐標(biāo)系23-24
• 3.1.2 地心坐標(biāo)系24
• 3.2 常用的航天器姿態(tài)描述方式24-28
• 3.2.1 方向余弦矩陣式25
• 3.2.2 歐拉角25-26
• 3.2.3 四元數(shù)26-27
• 3.2.4 歐拉角和四元數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系27-28
• 3.3 航天器的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程28-29
• 3.3.1 基于單位四元數(shù)的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程28
• 3.3.2 基于誤差四元數(shù)的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程28-29
• 3.4 航天器的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)方程29
• 3.5 本章小結(jié)29-30
• 4 基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的航天器姿態(tài)穩(wěn)定控制30-36
• 4.1 傳統(tǒng)滑�？刂破鞯脑O(shè)計(jì)30-32
• 4.2 實(shí)例仿真32
• 4.3 仿真結(jié)果及分析32-35
• 4.4 本章小結(jié)35-36
• 5 基于自適應(yīng)模糊滑模的航天器姿態(tài)穩(wěn)定控制36-49
• 5.1 模糊控制系統(tǒng)36-39
• 5.1.1 模糊控制器系統(tǒng)的組成36-37
• 5.1.2 模糊控制器設(shè)計(jì)的基本原理37-39
• 5.2 自適應(yīng)模糊滑模控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)39-44
• 5.2.1 一般非線性自適應(yīng)模糊滑�？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)39-43
• 5.2.2 基于自適應(yīng)模糊滑模控制器的航天器姿態(tài)穩(wěn)定控制實(shí)例43-44
• 5.3 實(shí)例仿真44-45
• 5.4 仿真結(jié)果及分析45-48
• 5.5 本章小結(jié)48-49
• 總結(jié)與展望49-50
• 參考文獻(xiàn)50-54
• 致謝54-55
• 發(fā)表論文情況55-56

【相似文獻(xiàn)】

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