挠性航天器混合H2/H∞输出反馈姿态控制(英文)  

Mixed H_2 /H_∞ Output Feedback Attitude Control for Flexible Spacecraft

作　　者：刘华[1,2] 张玉民[2] 杨照华[2] 

机构地区：[1]杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院,杭州310018 [2]北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100191

出　　处：《宇航学报》2012年第9期1255-1261,共7页Journal of Astronautics

基　　金：国家自然科学基金(60774013,60925012,60474050);国家973计划(2009CB724001)

摘　　要：研究一类带有挠性附件的航天器的H2/H∞输出反馈姿态控制问题,所涉及的挠性航天器由刚性本体和挠性附件构成。由于挠性附件的振动和航天器本体姿态运动的耦合,再加之振动模态难以测量,对挠性航天器的姿态控制带来困难。针对该问题提出了基于H2/H∞理论的动态输出反馈控制器设计方法。动态输出反馈在模态变量不能测量的前提下也能有效控制航天器本体姿态,而H∞控制器具有很好的抗干扰能力,能有效抑制空间环境干扰力矩和模型不确定性对控制系统稳定性的影响。和纯H∞输出反馈控制算法相比,基于H2/H∞的设计同时提高系统的动态性能。数值仿真验证了所设计的控制方法对挠性航天器具有很好的姿态控制效果。The H2/H∞ output feedback attitude control problem of the flexible spacecraft composed of a central rigid body and some attached appendages is researched in this paper. The attitude control problem of such flexible spacecrafts is always difficult because the vibration of the elastic appendages can affect the central rigid motion and the measurement of the vibration modes is not easy in practice. A dynamic output feedback H2/H∞ controller is designed here to perform attitude control in the presence of flexible vibration, model uncertainties and space environmental disturbances. The proposed algorithm with H∞ output controller can implement the attitude control and the elastic mode stabilization at the same time. The system dynamics is also improved via the H2 design. Simulation shows the effectiveness of the presented algorithm.

关 键 词：挠性航天器 振动抑制 姿态控制 输出反馈 混合H2/H∞控制 

分 类 号：V488.22[航空宇航科学技术]