带有挠性部件三轴稳定卫星鲁棒控制器研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4页 |
| 第1章 绪论 | 第11-20页 |
| 1.1 研究的目的与意义 | 第11-12页 |
| 1.2 卫星姿态控制系统概述 | 第12-14页 |
| 1.2.1 卫星姿态确定技术概况 | 第12-13页 |
| 1.2.2 带挠性附件的姿态动力学建模研究概况 | 第13页 |
| 1.2.3 卫星姿态控制执行机构概况 | 第13-14页 |
| 1.3 卫星姿态控制的主要方法和研究情况 | 第14-17页 |
| 1.4 鲁棒控制方法在卫星姿态控制中的应用情况 | 第17-18页 |
| 1.5 本论文的主要内容和安排 | 第18页 |
| 1.6 本章小结 | 第18-20页 |
| 第2章 鲁棒控制理论基础 | 第20-52页 |
| 2.1 数学基础 | 第20-24页 |
| 2.1.1 范数 | 第20-21页 |
| 2.1.2 奇异值 | 第21页 |
| 2.1.3 奇异值分解 | 第21-22页 |
| 2.1.4 线性空间 | 第22-24页 |
| 2.2 MIMO系统的控制基础 | 第24-27页 |
| 2.2.1 MIMO的系统的增益 | 第24-25页 |
| 2.2.2 MIMO系统的增益方向 | 第25-26页 |
| 2.2.3 MIMO系统的零点和极点 | 第26-27页 |
| 2.3 传递函数矩阵的状态空间实现 | 第27-30页 |
| 2.4 系统降阶平衡实现 | 第30-31页 |
| 2.5 互质因子分解 | 第31-32页 |
| 2.6 线性分式变换 | 第32-33页 |
| 2.7 系统稳定性及其判断方法 | 第33-35页 |
| 2.8 系统的不确定性 | 第35-39页 |
| 2.9 结构奇异值分析 | 第39-43页 |
| 2.9.1 系统不确定性的分块对角表示 | 第39-40页 |
| 2.9.2 结构奇异值 | 第40-43页 |
| 2.10 标准H_∞控制器设计方法 | 第43-46页 |
| 2.11 混合灵敏度设计方法 | 第46-47页 |
| 2.12 回路成形设计方法 | 第47-50页 |
| 2.13 线性矩阵不等式 | 第50-51页 |
| 2.14 本章小结 | 第51-52页 |
| 第3章 卫星姿态描述及动力学方程 | 第52-67页 |
| 3.1 常用坐标系定义 | 第52-53页 |
| 3.1.1 坐标系定义 | 第52页 |
| 3.1.2 坐标系变换 | 第52-53页 |
| 3.2 卫星姿态参数描述 | 第53-57页 |
| 3.2.1 方向余弦 | 第53-54页 |
| 3.2.2 欧拉角 | 第54-55页 |
| 3.2.3 四元数 | 第55-57页 |
| 3.3 四元数与欧拉角的转换 | 第57-58页 |
| 3.3.1 欧拉角到四元数的转换 | 第57页 |
| 3.3.2 四元数到欧拉角的转换 | 第57-58页 |
| 3.4 姿态运动学方程 | 第58-60页 |
| 3.4.1 欧拉角运动学方程 | 第58-60页 |
| 3.4.2 四元数运动学方程 | 第60页 |
| 3.5 带挠性附件卫星的姿态动力学方程 | 第60-66页 |
| 3.5.1 弹性体振动动力学的模态分析法 | 第61-63页 |
| 3.5.2 具有挠性帆板的卫星的姿态动力学方程 | 第63-66页 |
| 3.6 本章小结 | 第66-67页 |
| 第4章 带挠性附件卫星姿态的鲁棒控制 | 第67-87页 |
| 4.1 卫星在轨运行时的主要干扰力矩 | 第67-70页 |
| 4.1.1 重力梯度力矩 | 第67-68页 |
| 4.1.2 光压力矩 | 第68页 |
| 4.1.3 地磁力矩 | 第68-69页 |
| 4.1.4 气动力矩 | 第69-70页 |
| 4.2 卫星姿态动力学方程的线性化 | 第70-72页 |
| 4.3 卫星动力学方程的状态空间表示 | 第72-75页 |
| 4.4 卫星姿态控制鲁棒控制器设计 | 第75-78页 |
| 4.5 卫星姿态控制广义对象的加权 | 第78-83页 |
| 4.5.1 控制对象状态空间模型的加权 | 第78-80页 |
| 4.5.2 控制对象传递函数矩阵模型的加权 | 第80-83页 |
| 4.6 带有参数不确定性的卫星姿态动力学方程 | 第83-86页 |
| 4.7 本章小结 | 第86-87页 |
| 第5章 设计算例与仿真分析 | 第87-117页 |
| 5.1 卫星动力学参数 | 第87-88页 |
| 5.2 控制对象模型 | 第88-89页 |
| 5.3 控制目标和对控制对象的加权函数 | 第89-93页 |
| 5.4 H_∞鲁棒控制理论设计的控制器 | 第93-97页 |
| 5.5 仿真模型 | 第97-98页 |
| 5.6 仿真结果与分析 | 第98-111页 |
| 5.6.1 开环状态下的仿真 | 第99-101页 |
| 5.6.2 系统闭环状态下的仿真 | 第101-104页 |
| 5.6.3 干扰力矩增加至飞轮控制力矩的9倍 | 第104-107页 |
| 5.6.4 周期脉冲干扰情况下的闭环响应。 | 第107-111页 |
| 5.7 零极点及奇异值分析 | 第111-113页 |
| 5.8 系统鲁棒性分析 | 第113-116页 |
| 5.9 本章小结 | 第116-117页 |
| 第6章 半物理仿真验证 | 第117-131页 |
| 6.1 半物理试验验证平台的组成 | 第117-118页 |
| 6.2 半物理仿真主要组成部件说明 | 第118-126页 |
| 6.2.1 反作用飞轮 | 第118-120页 |
| 6.2.2 陀螺及陀螺恒压源 | 第120-121页 |
| 6.2.3 星敏及电星模 | 第121-122页 |
| 6.2.4 姿轨控计算机仿真机 | 第122-123页 |
| 6.2.5 仿真控制计算机 | 第123-126页 |
| 6.3 半物理仿真闭环试验运行过程 | 第126-127页 |
| 6.4 仿真测试试验结果 | 第127-130页 |
| 6.5 本章小结 | 第130-131页 |
| 总结与展望 | 第131-132页 |
| 参考文献 | 第132-139页 |
