考虑输出约束及外部干扰的柔性航天器振动控制

作     者：刘姝阳 杨洪磊 张振国 李元春 LIU Shuyang;YANG Honglei;ZHANG Zhenguo;LI Yuanchun

作者机构：长春工业大学电气与电子工程学院长春130012 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2024年第50卷第5期

页      面：1560-1567页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0701[理学-数学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(62303071,62173047) 吉林省科技厅自然科学基金(222614JC010794374,20210101179JC) 吉林省教育厅“十三五”科学技术项目(JJKH20200672) 

主　　题：输出约束 干扰观测器 直接关节力矩输入 分布参数模型 障碍李雅普诺夫函数 

摘      要：针对具有输出约束及外部干扰的柔性航天器系统,提出一种直接关节力矩输入的振动控制方法。利用哈密顿原理,系统动力学特性由偏微分方程(PDE)和常微分方程(ODE)耦合组成的分布参数模型来描述。设计了非线性干扰观测器补偿外界干扰,并基于正切型障碍李雅普诺夫函数解决了航天器姿态角度误差和振动误差的多输出约束问题。利用扩展的拉塞尔不变集原理和半群理论证明了系统的渐近稳定性。不仅实现了姿态角的位置控制,还抑制了柔性航天器的弹性振动。通过对比仿真验证了所提方法的有效性。