含变时滞输入的挠性航天器姿态复合控制

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1、第33卷第3期计算机仿真2016年3月文章编号：1006—9348(2016)03—0065—06含变时滞输入的挠性航天器姿态复合控制徐啸峰，李涛(南京信息工程大学信息与控制学院，江苏南京210044)摘要：研究含变时滞输入的挠性航天器姿态复合控制问题。其核心思想是通过设计一个时滞依赖的H。控制和干扰观测器(DOBC)相结合的复合分层控制结构，实现姿态角和姿态角速度的稳定控制。在内环回路中干扰观测器对挠性附件振动所引起的干扰进行估计并进行前馈补偿，在外环回路设计相应的H。控制器对外部干扰进行有效抑制。所提方法可为振动引起的干扰进行精确

2、补偿，减少干扰对控制效果的影响；另外设计了时滞依赖的状态控制器，降低了时滞对姿态的影响。最后，仿真结果表明改进方法能够比较准确地将振动干扰估计出来，同时显示了不同时滞对姿态角和姿态角速度的影响。关键词：挠性航天器；变时滞输人；干扰观测器中图分类号：TP273．3文献标识码：BCompositeControlforFlexibleSpacecraftwithTime-varyingInputDelayXUXiao—feng，LITao(SchoolofInformationandControl，NUIST，NanjingJiangsu2

3、10044，China)ABSTRACT：Thispaperfocusedontheattitudecontrolproblemofflexiblespacecraftwithtime—varyinginputdelay．Acompositehierarchicalcontrolstructure，whichcombineddelaysdependentH。controlwithdisturbance-observer—basedcontrol(DOBC)，Wasdesignedtoachieveastablecontrolofthe

4、attitudeangleandattitudeansularvelocity．Intheinternalloop，thedisturbanceobserverWasusedtoestimatethemaindisturbancecausedbyflexibleandtogiveafeed-forwardcompensation．Whileintheexternalloop，theH。controllerWasappliedinordertoachievebetterdis—turbaneesuppressioneffect．TheA

5、dvantagesoftheproposedmethodare：1)thedisturbancecausedbyflexibleiscompensatedaccuratelytoreducetheinfluenceofdisturbanceeffects；2)delaysdependentstatecontrollerisde—signedtoreducetheeffectsofdelayonattitudeFinally，thenumericalsimulationshowsconclusionthatthisalgorithmCa

6、nestimatethemaindisturbanceaccurately，andtheinfluencesofdifferenttimedelaysonattitudeangleandattitudeangularvelocityofflexiblespacecraft．KEYWORDS：Flexiblespacecraft；Time-varyinginputdelay；Disturbanceobserverl引言伴随着航天器技术的发展，航天器的结构和功能Et趋复杂。对航天器所提出的要求也是越来越高，大多数航天器都要携带大型挠性太阳

7、能帆板以及一系列挠性附件，因此大大增加了航天器姿态控制系统的设计难度。各种先进的控制方法在解决挠性航天器的姿态控制这一难题中得以应用‘1·21。如今航天器对接任务频繁，参加对接的航天器愈来愈复杂，通常都带有大型挠性附件，因此在建模时需要考虑挠性附件的影响pJ。文献[4]提出一种挠性航天器姿态机动的变论域自整定模糊PID控制方案。由于传统的PID对干扰抑制能力比较差，鲁棒H。控制法很好的解决了这个难题。本收稿日期：2015—06—04修回Et期：2015-06-25文将动力学方程中与模态有关的项均看做干扰。通过对干扰进行分类，对于由挠性

8、附件振动引起的干扰利用干扰抵消方法进行抵消，而对于空间干扰力矩、建模误差等其他干扰采用状态反馈H。控制进行抑制H1，这样可以较好的实现不同干扰类型抑制效果。值得指出的是，干扰观测器的控制方法(DOBC)在干扰抵消问题中得