發(fā)布時(shí)間：2019-05-31 16:19

【摘要】：隨著現(xiàn)代航天技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星承擔(dān)的科研任務(wù)越來(lái)越多樣化,對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的性能要求越來(lái)越高。然而,衛(wèi)星在軌運(yùn)行時(shí)受到高真空、強(qiáng)輻射的太空環(huán)境影響,致使衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的性能下降,因此發(fā)展具有抗干擾能力的衛(wèi)星姿態(tài)控制方法變得愈發(fā)重要。衛(wèi)星姿態(tài)控制的精度和穩(wěn)定度與執(zhí)行機(jī)構(gòu)、撓性附件和傳感器等器部件的性能有關(guān),也與設(shè)計(jì)的控制算法有關(guān)。衛(wèi)星本體結(jié)構(gòu)一旦確定,那么控制算法的優(yōu)劣就決定了衛(wèi)星的控制性能。因此需要設(shè)計(jì)一類抗干擾容錯(cuò)控制方法保證衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)在多源干擾和執(zhí)行器正常甚至故障的情況下依然能夠保證姿態(tài)控制系統(tǒng)穩(wěn)定,完成既定的任務(wù)。本文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下：針對(duì)微納衛(wèi)星在軌運(yùn)行時(shí)存在的多源干擾和執(zhí)行器時(shí)變故障,結(jié)合干擾觀測(cè)器和自適應(yīng)控制方法提出了一種復(fù)合容錯(cuò)抗干擾控制方法。系統(tǒng)中的干擾分為可建模干擾和有界的等價(jià)干擾。通過(guò)設(shè)計(jì)干擾觀測(cè)器和故障診斷觀測(cè)器分別估計(jì)系統(tǒng)中的飛輪振動(dòng)干擾和飛輪的時(shí)變故障,構(gòu)造基于干擾觀測(cè)器的復(fù)合控制方法抵消可建模干擾并容錯(cuò)執(zhí)行器故障。進(jìn)一步,使用自適應(yīng)控制策略對(duì)有界等價(jià)干擾進(jìn)行補(bǔ)償,且滿足相應(yīng)的魯棒性能。與魯棒控制方法相比,自適應(yīng)方法假設(shè)干擾小于已知函數(shù),而不是常數(shù),取消了對(duì)有界干擾上界已知的要求。針對(duì)執(zhí)行器輸入飽和以及多源干擾問(wèn)題,提出一種基于干擾觀測(cè)器的抗飽和容錯(cuò)控制方法。設(shè)計(jì)干擾觀測(cè)器和故障診斷觀測(cè)器實(shí)時(shí)觀測(cè)并補(bǔ)償執(zhí)行器振動(dòng)干擾和加性故障。本文將執(zhí)行器的周期性干擾、故障、反饋輸入以及干擾觀測(cè)器的估計(jì)值都作為控制力矩的一部分,考慮整體的控制輸入飽和。運(yùn)用多胞體方法對(duì)飽和部分進(jìn)行描述,通過(guò)Lyapunov函數(shù)方法證明系統(tǒng)的穩(wěn)定性。與一般的基于干擾觀測(cè)器的飽和控制方法相比,本文將干擾觀測(cè)器和故障診斷觀測(cè)器的估計(jì)值也加入到控制器中,考慮了整體的控制輸入飽和。針對(duì)反作用飛輪部分失效故障和多源干擾問(wèn)題,結(jié)合干擾觀測(cè)器和滑模控制方法,提出了一種非奇異快速終端滑�？刂破鳌�(zhí)行器部分失效故障的最小值不需要精確已知,利用自適應(yīng)方法在線估計(jì)其最小值。該方法能夠處理故障值是常值和時(shí)變的執(zhí)行器部分失效故障。利用干擾觀測(cè)器方法來(lái)估計(jì)和抵消執(zhí)行器的可建模干擾,使得系統(tǒng)的控制精度得到提高。設(shè)計(jì)非奇異終端滑模控制器,保證姿態(tài)控制系統(tǒng)在能夠快速到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。與一般的終端滑模控制方法相比,本文提出的方法具有非奇異性且控制精度較高。利用仿真對(duì)本文的姿態(tài)控制算法進(jìn)行了驗(yàn)證,從仿真結(jié)果可以得出,本文所提出的抗干擾姿態(tài)容錯(cuò)控制方法在一定程度上提高了姿態(tài)控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定度,能夠?qū)?zhí)行器故障進(jìn)行有效處理,具有一定的抗干擾能力和良好的魯棒性能,同時(shí)在工程應(yīng)用中具有一定的使用價(jià)值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V448.22

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 喻業(yè)勛;;觀測(cè)器應(yīng)用技術(shù)研究[J];海軍工程學(xué)院學(xué)報(bào);1984年03期

2 劉強(qiáng);;基于干擾觀測(cè)器的魯棒高精度轉(zhuǎn)速估計(jì)方法[J];工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào);2009年02期

3 王歡;高秀華;張小江;黃大巍;陳淑清;;狀態(tài)反饋控制及觀測(cè)器在多橋車輛轉(zhuǎn)向中的應(yīng)用[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào);2010年10期

4 朱芳來(lái);方雯;韓冬;;一類混沌系統(tǒng)的高增益觀測(cè)器同步方法[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年07期

5 宋超;趙國(guó)榮;黎志強(qiáng);周源;;基于干擾觀測(cè)器的高超聲速飛行器非線性控制[J];飛行力學(xué);2012年06期

6 任彥;劉正華;周銳;;滑模干擾觀測(cè)器在低速光電跟蹤系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2013年06期

7 楊素平;方勇杰;周慶捷;;降維觀測(cè)器在發(fā)電機(jī)組跟蹤同期控制和調(diào)速控制中的應(yīng)用[J];華北電力學(xué)院學(xué)報(bào);1990年02期

8 姜斌,王江,王先來(lái);一類不確定非線性大系統(tǒng)的魯棒觀測(cè)器設(shè)計(jì)[J];Transactions of Tianjin University;1996年02期

9 王建平;具有智能觀測(cè)器的交流矢量控制系統(tǒng)[J];電氣傳動(dòng);1998年04期

10 宋立輝,姜興渭,谷吉海;容錯(cuò)降維觀測(cè)器設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2002年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 蒲興成;;兩類混沌系統(tǒng)觀測(cè)器的推廣形式[A];2007系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

2 黃翼虎;賈喜梅;;基于模糊觀測(cè)器的容錯(cuò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)第九屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

3 韓忠旭;;代數(shù)比例相似觀測(cè)器的定義及其數(shù)學(xué)分析[A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

4 李元;孫晶鑫;謝彥紅;;網(wǎng)絡(luò)時(shí)延觀測(cè)器設(shè)計(jì)方法研究[A];第六屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（2）[C];2008年

5 劉艷紅;李春文;;一類廣義非線性系統(tǒng)的觀測(cè)器設(shè)計(jì)[A];第二十二屆中國(guó)控制會(huì)議論文集（上）[C];2003年

6 邢紹邦;趙克友;;一種新型異步電動(dòng)機(jī)磁鏈觀測(cè)器仿真研究[A];2006中國(guó)控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

7 程鵬;陳小娟;;磁通觀測(cè)器滑動(dòng)模態(tài)的LTR設(shè)計(jì)[A];1995年中國(guó)控制會(huì)議論文集（上）[C];1995年

8 胡陟;蔡萍;;基于干擾觀測(cè)器的虛擬手術(shù)力反饋控制研究[A];第二十七屆中國(guó)（天津）2013IT、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、電子、儀器儀表創(chuàng)新學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

9 張友;齊麗;張嗣瀛;;一類不確定線性中立系統(tǒng)的觀測(cè)器設(shè)計(jì)與鎮(zhèn)定[A];第二十三屆中國(guó)控制會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2004年

10 張端金;張愛(ài)玲;;基于觀測(cè)器的Delta算子系統(tǒng)故障檢測(cè)[A];第二十六屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 范洪彪;離散模糊奇異時(shí)滯系統(tǒng)的觀測(cè)器設(shè)計(jì)及模糊關(guān)系的求解[D];山東大學(xué);2015年

2 陳才學(xué);基于觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)魯棒穩(wěn)定性分析與控制器設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2014年

3 黃敢基;基于時(shí)變Lyapunov函數(shù)方法的幾類觀測(cè)器設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2015年

4 劉劍慰;基于模型的飛行控制系統(tǒng)故障診斷方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

5 賈慶賢;基于學(xué)習(xí)觀測(cè)器的衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)故障重構(gòu)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 何忠偉;區(qū)間觀測(cè)器及其控制系統(tǒng)研究[D];華南理工大學(xué);2016年

7 王璐;基于觀測(cè)器的抗干擾控制策略研究及性能評(píng)估[D];上海交通大學(xué);2015年

8 朱芳來(lái);非線性控制系統(tǒng)觀測(cè)器研究[D];上海交通大學(xué);2001年

9 尹正男;具有魯棒性的最優(yōu)干擾觀測(cè)器的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2012年

10 張柯;基于觀測(cè)器的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)故障估計(jì)和調(diào)節(jié)[D];南京航空航天大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王玉燕;基于觀測(cè)器的非線性系統(tǒng)故障診斷[D];青島理工大學(xué);2015年

2 董新海;離散時(shí)間奇異時(shí)滯馬爾科夫跳躍系統(tǒng)的觀測(cè)器設(shè)計(jì)[D];山東大學(xué);2015年

3 陳振朋;基于觀測(cè)器的航天器執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障診斷與容錯(cuò)控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 張振;基于電池荷電狀態(tài)估計(jì)的觀測(cè)器設(shè)計(jì)方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 趙玉格;基于函數(shù)觀測(cè)器的多個(gè)體系統(tǒng)的一致性問(wèn)題[D];溫州大學(xué);2015年

6 張超;基于狀態(tài)觀測(cè)器的車輛側(cè)向控制[D];山西大學(xué);2014年

7 韓偉莎;基于LTR觀測(cè)器的pH值滑模變結(jié)構(gòu)控制方法研究[D];北京化工大學(xué);2015年

8 李薇;不確定非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)觀測(cè)器設(shè)計(jì)[D];河北科技大學(xué);2015年

9 胡悅;全姿態(tài)慣性穩(wěn)定平臺(tái)控制方法研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

10 閆光輝;幾類非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與觀測(cè)器設(shè)計(jì)[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2489842