轨控期间挠性卫星的姿态容错控制及主动振动抑制

摘要/Abstract

摘要：

摘要：针对受轨道控制推力影响及存在执行器故障的挠性卫星，提出了一种基于自适应滑模的姿态容错控制及挠性振动抑制方法.该容错控制方法不需要故障信息，而是基于滑模控制原理，利用自适应算法能够对故障系统中的不确定参数信息实现有效估计，并且在保证姿态稳定的同时，对来自环境和系统内部的扰动及转动惯量的不确定性具有良好的鲁棒性，从而提高了容错控制器的性能.进一步在姿态稳定的基础上，利用精确鲁棒微分器理论，针对挠性模态中的非线性项和扰动项设计了非线性状态观测器，并结合自适应控制和滑模控制方法实现了对挠性振动的有效抑制.最后，在反作用飞轮冗余配置的前提下，对轨道调控期间具有执行器故障的卫星姿态控制系统进行了仿真.结果表明，该方法有效正确.

关键词: 执行器故障, 挠性卫星, 容错控制, 振动抑制

Abstract:

Abstract： An attitude fault tolerant control and flexible vibration suppression approach was proposed for the flexible satellite with actuator faults and orbit control force based on the adaptive sliding mode control method. This fault-tolerant control method does not need fault information. The adaptive control algorithm makes it estimate uncertain parameters effectively and thereby the stability and robustness of the attitude system are guaranteed in the presence of external and internal disturbance and inertia moment uncertainty. Based on this, an nonlinear state observer was designed for nonlinear term and disturbance by using the accurate robust differentiator theory, and the flexible chattering was accordingly depressed by combining adaptive control with sliding mode control methods. Finally, a simulation was conducted in actuator failure cases on the premise of reaction flywheel redundancy configuration during orbit control process. The simulation results demonstrate the validity and correctness of the designed control approaches.

Key words: actuator faults, flexible satellite, fault tolerant control, vibration suppression

中图分类号:

V 448.22

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