一種基于帆板撓性形變測(cè)量的自適應(yīng)振動(dòng)控制方法技術(shù)

一種基于帆板撓性形變測(cè)量的自適應(yīng)振動(dòng)控制方法，(1)獲取當(dāng)前時(shí)刻帆板根部、帆板中間位置、帆板端部的形變位移；(2)獲取當(dāng)前時(shí)刻航天器的姿態(tài)角速度，以及期望的姿態(tài)角速度；(3)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的姿態(tài)信息計(jì)算姿態(tài)角速度偏差；(4)根據(jù)步驟(3)中計(jì)算得到的姿態(tài)角速度偏差以及步驟(1)中獲取量確定航天器的自適應(yīng)控制量；(5)根據(jù)比例控制量、微分控制量以及步驟(4)中確定的自適應(yīng)控制量對(duì)航天器進(jìn)行控制，在下一個(gè)時(shí)刻轉(zhuǎn)步驟(1)循環(huán)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)航天器基于帆板撓性形變測(cè)量的自適應(yīng)振動(dòng)控制。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于航天器姿態(tài)控制領(lǐng)域，涉及。
技術(shù)介紹
現(xiàn)代航天器通常帶有大型太陽(yáng)帆板等輕型結(jié)構(gòu)的撓性附件。姿態(tài)大角度機(jī)動(dòng)時(shí)撓性附件振動(dòng)為姿態(tài)短時(shí)間穩(wěn)定帶來(lái)很大的難度。因此，快速機(jī)動(dòng)過(guò)程對(duì)帆板的振動(dòng)控制是必須解決的問(wèn)題。另外，由于地面難以精確獲知帆板模態(tài)，控制參數(shù)不可能完全提前設(shè)定。對(duì)于帆板撓性模態(tài)不確定的情況，通常做法是通過(guò)地面或者在軌辨識(shí)，得到帆板模態(tài)的估計(jì)值，再基于此估計(jì)值設(shè)計(jì)自適應(yīng)控制算法。這種做法是將模態(tài)辨識(shí)與控制分離處理的。這種做法存在三方面的弊端，一是默認(rèn)對(duì)這種復(fù)雜系統(tǒng)，自適應(yīng)控制的分離定理是成立的。然 而這還沒(méi)有明確證明；二是，模態(tài)辨識(shí)算法復(fù)雜，尤其是高階模態(tài)系統(tǒng)，極大占有衛(wèi)星計(jì)算資源。三是，有限元建模雖然從計(jì)算上帶來(lái)了一定的便利，但是犧牲了部分動(dòng)力學(xué)特性，不能準(zhǔn)確描述帆板在突變情況下的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。目前，國(guó)際上提出的基于智能材料的振動(dòng)主動(dòng)控制方法，需要在帆板上布置智能測(cè)量裝置與控制裝置，對(duì)航天器結(jié)構(gòu)等提出了特殊要求。本專利技術(shù)所提控制技術(shù)是施加于航天器本體的，對(duì)航天器結(jié)構(gòu)沒(méi)有額外要求，具有應(yīng)用的便利性和可行性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種不依賴于帆板模態(tài)估計(jì)值的、調(diào)節(jié)參數(shù)少的基于帆板撓性形變測(cè)量的自適應(yīng)控制方法。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是，步驟如下(I)獲取當(dāng)前時(shí)刻kh帆板根部、帆板中間位置、帆板端部的形變位移，分別記為y (0，k)，少(|，Ar)，y (L，k)，其中k為正整數(shù)，L為帆板長(zhǎng)度，h為控制步長(zhǎng)；(2)獲取當(dāng)前時(shí)刻kh航天器的姿態(tài)角速度X(A:)，以及期望的姿態(tài)角速度文rf(Ar);(3)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻kh的姿態(tài)信息計(jì)算姿態(tài)角速度偏差 (幻=Xd{k) 一 X{k)；(4)根據(jù)步驟(3)中計(jì)算得到的以及步驟⑴中獲取的y(0，k),y(^,k),y(L, k)確定航天器的自適應(yīng)控制量ua (k)；(5)根據(jù)比例控制量、微分控制量以及步驟⑷中確定的自適應(yīng)控制量\(10對(duì)航天器進(jìn)行控制，令k = k+l，轉(zhuǎn)步驟(I)循環(huán)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)航天器基于帆板撓性形變測(cè)量的自適應(yīng)振動(dòng)控制。所述步驟(4)中的自適應(yīng)控制量ua(k)的確定步驟如下(4. I)計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻帆板形變位移的二次差分權(quán)利要求1.，其特征在于步驟如下 (1)獲取當(dāng)前時(shí)刻kh帆板根部、帆板中間位置、帆板端部的形變位移，分別記為2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的，其特征在于所述步驟(4)中的自適應(yīng)控制量ua(k)的確定步驟如下 (4. I)計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻帆板形變位移的二次差分全文摘要，(1)獲取當(dāng)前時(shí)刻帆板根部、帆板中間位置、帆板端部的形變位移；(2)獲取當(dāng)前時(shí)刻航天器的姿態(tài)角速度，以及期望的姿態(tài)角速度；(3)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的姿態(tài)信息計(jì)算姿態(tài)角速度偏差；(4)根據(jù)步驟(3)中計(jì)算得到的姿態(tài)角速度偏差以及步驟(1)中獲取量確定航天器的自適應(yīng)控制量；(5)根據(jù)比例控制量、微分控制量以及步驟(4)中確定的自適應(yīng)控制量對(duì)航天器進(jìn)行控制，在下一個(gè)時(shí)刻轉(zhuǎn)步驟(1)循環(huán)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)航天器基于帆板撓性形變測(cè)量的自適應(yīng)振動(dòng)控制。文檔編號(hào)G05B13/00GK102880049SQ201210388538公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日專利技術(shù)者談樹(shù)萍, 何英姿, 魏春嶺, 湯亮, 王大軼, 王淑一, 張軍 申請(qǐng)人:北京控制工程研究所本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于帆板撓性形變測(cè)量的自適應(yīng)振動(dòng)控制方法，其特征在于步驟如下：(1)獲取當(dāng)前時(shí)刻kh帆板根部、帆板中間位置、帆板端部的形變位移，分別記為y(0，k)，y(L，k)，其中k為正整數(shù)，L為帆板長(zhǎng)度，h為控制步長(zhǎng)；(2)獲取當(dāng)前時(shí)刻kh航天器的姿態(tài)角速度以及期望的姿態(tài)角速度(3)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻kh的姿態(tài)信息計(jì)算姿態(tài)角速度偏差e.(k)=X.d(k)-X.(k);(4)根據(jù)步驟(3)中計(jì)算得到的以及步驟(1)中獲取的y(0，k)，y(L，k)確定航天器的自適應(yīng)控制量ua(k)；(5)根據(jù)比例控制量、微分控制量以及步驟(4)中確定的自適應(yīng)控制量ua(k)對(duì)航天器進(jìn)行控制，令k＝k+1，轉(zhuǎn)步驟(1)循環(huán)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)航天器基于帆板撓性形變測(cè)量的自適應(yīng)振動(dòng)控制。fsa00000788842300011.tif,fsa00000788842300012.tif,fsa00000788842300013.tif,fsa00000788842300015.tif,fsa00000788842300016.tif

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：談樹(shù)萍，何英姿，魏春嶺，湯亮，王大軼，王淑一，張軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京控制工程研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：