带有挠性部件三轴稳定卫星鲁棒控制器研究

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1、申请上海交通大学工程硕士专业学位论文带有挠性部件三轴稳定卫星鲁棒控制器研究学校：上海交通大学院系：电子信息与电气工程学院班级：Z1203221学号：1120322014工程硕士生：梁永红工程领域：控制工程导师Ⅰ：李建勋（教授）导师Ⅱ：沈毅力（研究员）上海交通大学2015年6月ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringROBUSTCONTROLOFTHREE-AXISSTABILIZEDSA

2、TELITEWITHAFLEXIBLEATTACHMENTAuthor：LiangYongHongSpecialty:ElectronicsandCommunicationEngineeringAdvisorⅠ:Prof.LiJianXunAdvisorII:Prof.ShenYiLiShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaJune,2015上海交通大学工程硕士学位论文摘要带有挠性部件三轴稳定卫星鲁棒控制器研究摘要本论文重点研究了鲁棒控制方法在卫星姿态控

3、制系统中的工程应用问题。论文对研究鲁棒控制方法在卫星姿态控制器设计中应用的研究意义进行了说明，对目前卫星姿态控制器设计所面临的现实问题进行了分析，对卫星姿态控制系统的组成、控制原理进行了概述，回顾了卫星姿态控制系统控制器设计的主要方法，对PID控制、自适应控制、滑模变结构控制、LQG等设计方法进行了比对分析。论文对鲁棒稳定性、鲁棒性能、系统不确定性、结构奇异值、互质因子分解、线性分式变换、标准?∞控制器设计方法、混合灵敏度设计方法、回路成形设计方法和线性矩阵不等式等鲁棒控制理论的基本概念和设计方法进行

4、了较为系统和深入的研究。对MIMO系统的增益方向、零极点、稳定性判据等概念和方法进行了研究。采用混合坐标法推导了带有挠性附件卫星的动力学方程，推导了卫星姿态动力学方程的状态空间模型。研究了鲁棒控制器设计所需的加权广义对象状态空间模型建模方法和权函数的选择方法。研究了建立结构奇异值μ分析所需的对象模型的建模方法。应用H鲁棒控制方法为某卫星设计了控制器，并对所设计的控制器的性能进行了结构奇异值分析和时域仿真分析。论文最后在基于MATLABXpctarget搭建的实时半物理仿真系统中对所设计的控制器进行了

5、工程实际验证，结果表明所设计的控制器性能与数值仿真结果接近，所设计的控制器满足卫星对姿控系统的设计要求。本文所研究的方法为未来新型卫星高精度姿态控制系统的设计提供了一种新的途径。关键词：鲁棒控制卫星姿态动力学挠性附件结构奇异值分析V上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTROBUSTCONTROLOFTHREE-AXISSTABILIZEDSATELITEWITHAFLEXIBLEATTACHMENTABSTRACTThispaperfocusesontherobustcontrolmethodf

6、orengineeringapplicationsinsatelliteattitudecontrolsystem.Researchsignificanceofrobustcontrolmethodsappliedinsatelliteattitudecontrollerdesign.Thethesatelliteattitudecontrollerdesignincurrentrealitiesareanalyzed.Themainmethodsofcontrollerdesignmethodwer

7、ecompared.StandardH_∞designmethod,mixedsensitivity,loopshapingdesignmethodandLMI,robuststability,robustperformance,systemuncertainty,structuredsingularvalue,LFT,andotherbasicconceptsanddesignmethodswerein-depthresearch.ForMIMOsystem,someconceptsandmetho

8、dswerediscussed.Usehybridcoordinatemethodderivedkineticequationforaflexibleattachmentsatellite.Researchontheselectionofweighfunction,Studytheestablishmentofstructuredsingularvalueμanalysisrequiredmodel.Usetherobustcontrolmethodge