深空双质量块无拖曳卫星H∞鲁棒控制器设计

• 作者: 马浩君 韩鹏 高东 郑建华
• 来源期刊: 哈尔滨工业大学学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 双质量块无拖曳卫星 无拖曳控制 混合灵敏度 H∞鲁棒控制
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 页码范围: 1-13
• 页数: 13页
• 分类号: V448.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.11918/202006038

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.