深空双质量块无拖曳卫星H_(∞)鲁棒控制器设计
H∞robust controller design for deep space drag-free satellite with two test masses作者机构：中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院大学北京100049
出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)
年 卷 期：2021年第53卷第2期
页 面：1-13页
核心收录：
学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程]
基 金：中国科学院空间科学(二期)战略性先导科技专项(XDA15015200)
主 题：双质量块无拖曳卫星 无拖曳控制 混合灵敏度 H_(∞)鲁棒控制
摘 要：针对执行深空任务的双质量块无拖曳卫星模型复杂、控制自由度多且精度要求高的问题,提出了一种基于频域约束规范的GS/T混合灵敏度H_(∞)鲁棒控制器快速设计方法,该方法物理意义明确,降低了无拖曳控制系统设计的复杂度.首先,推导了双质量块构型无拖曳卫星的高精度动力学模型,表明了其各回路间的强耦合特性.其次,通过设计选择矩阵以及输入解耦策略,将控制系统划分为单输入单输出的质量块无拖曳控制回路、悬浮控制回路以及航天器姿态控制回路,并建立了各回路的闭环反馈控制策略.然后,在频域结合科学性能要求与外部扰动和传感器测量噪声的频谱模型,构建了各个回路的灵敏度函数与补灵敏度函数设计规范,从而可以快速且准确地设计出符合性能要求的加权函数阵,完成了无拖曳与姿态控制系统的设计.仿真结果表明,提出的控制系统设计方法具有足够的稳定性和抗干扰能力,达到了超稳超静的无拖曳水平要求.最后结合传递函数分析,给出了进一步减小加速度噪声的工程改进思路.
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