挠性卫星模态参数辨识技术研究.pdf

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1、第33卷2016年第2期上海AEROSPACE航天SHANGHAl39文章编号：1006—1630(2016)02—003904挠性卫星模态参数辨识技术研究刘川1、2，彭仁军1、2，郑科宇1、2，施桂国1、2(1．上海航天控制技术研究所，上海201109；2．上海市空间智能控制技术重点实验室。上海201109)摘要：针对挠性卫星在轨高精度控制需求。提出一种以飞轮为执行机构、星敏为测量元件的挠性卫星模态参数辨识技术。对卫星整体进行动力学建模并作线性化化简，导出了特征系统实现(ERA)和()KID算法。根据星上实现，给出了相应的辨识策略：构造状态观测器，推导与初始条件

2、无关的Markov参数，再用该参数对系统进行辨识。由数学仿真验证该方法的可行性，结果表明：该辨识算法能有效辨识出整星的模态参数，且在一定的噪声影响下仍能保证辨识的精度，()KID+ERA算法的频率辨识精度优于2％，系统阻尼辨识精度优于10％，有一定的工程应用价值。关键词：挠性卫星；ERA；()KID；模态参数；辨识；飞轮；星敏中图分类号：V448．21文献标志码：ADOI：10．19328／j．cnki．1006—1630．2016．02．007SystemIdentificationMethodResearchforSolarPanelsofLargeFlexi

3、bleSatelliteI。IUChuanl·2，PENGRen—junl·2，ZHENGKe—yul’2，SHIGui—gu01‘2(1．ShanghaiInstituteofSpaceflightControlTechnology，Shanghai201109，China；2．ShanghaiKeyLaboratoryofAerospaceIntelligentControlTechnology，Shanghai201109，China)Abstract：AimtOthepreciseattitudecontrolrequirementforlargeflex

4、iblesatellite，amethodforparametersidentificationforsolarpanelsinwhichwheelwasservedasactuatorandstarsensorwasusedasmeasurementunitwasputforwardinthispaper．Thedynamicsmodelofasolarpanelwasestablishedandwassimpilifdforlinearization，andtheERAmethodandthe()KIDmethodweregivenouttodealwithd

5、ifferentinputsseparately．Theidentificationstrategywasputforward．Thestateobservatorwasconstructed．TheMarkovparameterswerederivedwhichwerenOtrelatedtOtheinitialcondition，andthenthesystemwasidentifiedbytheMarkovparameters．Thesimulationwasappliedtoprovethefeasibilityofthemethodproposed．Th

6、eresultsshowedthatthismethodcouldidentifythemodeparametersofthesatelliteefficientlyandhavegoodprecisionatpresenceofnoisesinwhichtheidantificationaccuracyof0KID+ERAalgorithmandthesystemdampingwerebetterthan2％and10％respectively．Keywords：Flexiblesatellite；ERA；()KID；Modeparameters；Identif

7、ication；Wheel；Starsensor0引言随着航天器结构的不断增大，航天器的挠性问题日益突出。这种大挠性、低阻尼结构一旦遇到外界干扰将会产生振动，振动会严重影响有效载荷工作，导致性能下降而失效。另外，长期振动还将会引起结构的疲劳破坏，影响结构的使用寿命。抑制挠性振动的前提是知晓挠性结构的动力学特性参数。针对日益收稿日期：2015—0615；修回Et期：2015—0811作者简介：刘川(1990)，男，硕士，主要研究方向为挠性航天器参数辨识。变大的挠性结构，地面测量只能将整体拆分成多个小单元进行，这会引人很大的误差。文献[1—3]等用频域方法对振动数据进

8、行了模态频