辐条式高速转子轴向挠性振动特性 被引量：2

1

作者 邓瑞清 虎刚 王全武 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期44-51,共8页

惯性执行机构高速转子轴向挠性振动所诱发的干扰会对高精度、高稳定度的航天器造成不利的影响。为了使这种影响尽可能地降到最低,需要研究高速转子的挠性振动模型。在转子发生轴向挠性振动的过程中,可以将转子的辐条看作是一端固定、一... 惯性执行机构高速转子轴向挠性振动所诱发的干扰会对高精度、高稳定度的航天器造成不利的影响。为了使这种影响尽可能地降到最低,需要研究高速转子的挠性振动模型。在转子发生轴向挠性振动的过程中,可以将转子的辐条看作是一端固定、一端有集中质量的悬臂梁。文章通过这种方法建立了辐条式转子的轴向挠性振动模型并对转子的轴向挠性振动特性进行了分析。结果表明,当外加激励的频率等于转子的固有频率时,将诱发转子产生大幅的轴向挠性振动。此外,满载精度要求较高的情况下,可以通过能量法建立转子的轴向挠性振动模型,从而提高模型的精度。 展开更多

关键词 飞轮 转子 控制力矩陀螺 挠性振动 姿态控制 航天器

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一种主动抑制太阳帆板挠性振动的控制策略研究 被引量：4

2

作者 施桂国 朱庆华 张子龙 《上海航天》 2016年第3期61-66,共6页

为提升高分辨率遥感卫星姿态控制精度,对主动抑制太阳帆板挠性振动的控制策略进行了研究。建立了由卫星平台、步进电机和太阳帆板组成的系统耦合动力学模型,分析了该模型的频率和阻尼比耦合特性。基于输入成型技术零极点对消的抑制振动... 为提升高分辨率遥感卫星姿态控制精度,对主动抑制太阳帆板挠性振动的控制策略进行了研究。建立了由卫星平台、步进电机和太阳帆板组成的系统耦合动力学模型,分析了该模型的频率和阻尼比耦合特性。基于输入成型技术零极点对消的抑制振动原理,提出了对帆板原始转速指令进行整型并补偿电机定位转矩的控制策略:根据获得的系统各阶振动频率和阻尼比,设计各模态ZVD输入成型器,所有成型器卷积成综合成型器,原始帆板转速指令先输入综合成型器再输入电机以抑制各模态振动。数学仿真验证了该策略的原理可行性,表明控制策略能有效抑制帆板的挠性振动,且对设计参数误差和模型参数变化具较强的鲁棒性,有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 高分辨率遥感卫星 太阳帆板驱动 姿态控制 主动抑制挠性振动 输入成型 步进电机 定位转矩补偿 卷积

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卫星轨道控制力对挠性帆板振动的影响 被引量：7

3

作者 刘莹莹 周军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期61-65,共5页

针对卫星轨道控制期间,轨道控制推力对挠性附件与卫星姿态的影响问题,利用拉格朗日方程建立了带有大型太阳帆板的卫星动力学模型,分析了卫星质心运动、姿态运动与挠性振动的耦合关系。轨道控制力会激起挠性帆板振动,并且影响卫星姿态运... 针对卫星轨道控制期间,轨道控制推力对挠性附件与卫星姿态的影响问题,利用拉格朗日方程建立了带有大型太阳帆板的卫星动力学模型,分析了卫星质心运动、姿态运动与挠性振动的耦合关系。轨道控制力会激起挠性帆板振动,并且影响卫星姿态运动。当帆板相对卫星锁定在不同角度时,挠性振动与卫星质心、姿态运动的耦合关系发生变化,推力对帆板振动的影响也不同。通过数学仿真验证了轨道控制推力对挠性帆板与卫星姿态的影响。这些动力学特性为卫星轨道控制期间姿态控制问题提供了重要依据。 展开更多

关键词 卫星控制 挠性振动 轨道控制 太阳帆板

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基于Stewart平台的空间挠性体振动复合控制 被引量：1

4

作者 喇启云 周徐斌 +1 位作者 吕旺 周春华 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2022年第4期80-84,106,共6页

针对在空间大型挠性体表面布置压电驱动器控制挠性振动时,存在驱动力不足、驱动器安装困难等问题,提出一种在空间挠性体根部安装Stewart平台来控制挠性振动的方法。同时考虑Stewart平台动力学模型和空间挠性体动力学模型的不确定性,建立... 针对在空间大型挠性体表面布置压电驱动器控制挠性振动时,存在驱动力不足、驱动器安装困难等问题,提出一种在空间挠性体根部安装Stewart平台来控制挠性振动的方法。同时考虑Stewart平台动力学模型和空间挠性体动力学模型的不确定性,建立以Stewart平台跟踪误差和挠性体模态位移为状态量的复合动力学模型。利用LQR(linear quadratic regulator)控制方法设计复合动力学模型的控制律,获得Stewart平台的期望位姿,然后设计Stewart平台运动的滑模控制器,以跟踪期望位姿,实现对挠性体的振动控制。对大型挠性太阳阵进行复合控制仿真研究。结果表明,所采用的基于Stewart平台的空间挠性体振动复合控制方法能够有效抑制太阳阵的挠性振动。 展开更多

关键词 振动与波 挠性振动 STEWART平台 复合控制 LQR 不确定性

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空间智能桁架的有限时间振动抑制控制 被引量：6

5

作者 孙延超 李传江 +1 位作者 常雅杰 马广富 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期27-34,共8页

航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间... 航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间理论并结合动态补偿线性化思想设计了基于终端滑模的有限时间控制方法.首先,基于有限元方法建立桁架动力学模型.然后,基于独立模态空间理论能够对各阶模态响应实现解耦的特点设计模态滤波器,利用扩张状态观测器对由外界环境干扰和模型摄动构成的系统总干扰进行实时估计,采用"动态补偿线性化"的思想将桁架动力学模型进行简化.最后,提出了一种结合双幂次趋近律与终端滑模面的有限时间控制器.仿真结果表明,相比于传统的齐次方法有限时间控制器,所提出的振动抑制控制器能够在较短时间内显著降低空间智能桁架结构在受到瞬态干扰力和周期干扰力作用时的模态振动响应幅值.算法具有良好的鲁棒性和有限时间振动收敛特性. 展开更多

关键词 挠性振动抑制 智能桁架结构 独立模态空间控制 扩张状态观测器 终端滑模控制

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某挠性卫星姿态控制系统设计 被引量：5

6

作者 陈新龙 杨涤 翟坤 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期678-682,共5页

文中研究对象是带有太阳电池阵和天线等大挠性附件且太阳电池阵驱动的对地观测卫星.抑制太阳电池阵和天线挠性振动及太阳电池阵驱动对星体姿态影响是系统设计的目的.为此,选用带宽隔离法、坎值滤波器法对附件振动进行抑制;同时,针对卫... 文中研究对象是带有太阳电池阵和天线等大挠性附件且太阳电池阵驱动的对地观测卫星.抑制太阳电池阵和天线挠性振动及太阳电池阵驱动对星体姿态影响是系统设计的目的.为此,选用带宽隔离法、坎值滤波器法对附件振动进行抑制;同时,针对卫星特殊飞行姿态所导致的通道间惯性耦合,设计了解耦算法给予解决;设计了具有低通滤波特性的外环修正回路,消除惯性基准单元的漂移误差及安装误差.将设计结果应用于对象模型并加入所有误差源后,进行仿真验证,系统设计结果满足给定的指标要求并有较大裕度. 展开更多

关键词 挠性振动 太阳电池阵驱动 带宽隔离法 坎值滤波器

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挠性卫星轨控期间动力学与姿态控制 被引量：8

7

作者 刘莹莹 周军 《空间控制技术与应用》 2008年第2期9-13,共5页

卫星轨道控制期间,轨道控制推力会激振挠性太阳帆板,从而也影响卫星的姿态。用拉格朗日方程建立了带有大型太阳帆板的卫星动力学模型,分析了卫星质心运动、姿态运动与挠性振动的耦合关系。根据姿态控制推力器的输出特性,设计了轨道控制... 卫星轨道控制期间,轨道控制推力会激振挠性太阳帆板,从而也影响卫星的姿态。用拉格朗日方程建立了带有大型太阳帆板的卫星动力学模型,分析了卫星质心运动、姿态运动与挠性振动的耦合关系。根据姿态控制推力器的输出特性,设计了轨道控制期间卫星姿态控制方案。通过数学仿真验证了轨道控制推力对挠性帆板与卫星姿态的影响,验证了轨控期间姿态控制方案的有效性。 展开更多

关键词 挠性卫星 轨道机动 姿态控制 挠性振动

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大椭圆轨道挠性卫星姿态快速机动控制研究 被引量：1

8

作者 张洋 朱野 +2 位作者 李东 鹿艺 朱振才 《上海航天》 CSCD 2017年第6期20-25,共6页

对具挠性附件的大椭圆轨道卫星快速姿态机动控制进行了研究。针对此类卫星的非线性姿态动力学特点,用非线性矩阵二阶系统形式建立了卫星刚体与柔性结构模态耦合的动力学模型,用反馈非线性化将其转换为一类多胞线性参变系统。针对该系统... 对具挠性附件的大椭圆轨道卫星快速姿态机动控制进行了研究。针对此类卫星的非线性姿态动力学特点,用非线性矩阵二阶系统形式建立了卫星刚体与柔性结构模态耦合的动力学模型,用反馈非线性化将其转换为一类多胞线性参变系统。针对该系统设计线性状态反馈控制律实现区域极点配置,将相应控制律参数的求解转换为线性矩阵不等式约束下的凸优化问题。仿真结果表明:所提控制方法可同时实现挠性卫星的快速机动控制和挠性振动的有效抑制,能满足大椭圆轨道运行的挠性卫星完成不同观测区域切换的姿态控制任务。研究为大椭圆轨道挠性卫星的小角度快速机动控制提供了理论支撑。 展开更多

关键词 大椭圆轨道 挠性卫星 快速姿态机动 刚柔耦合 反馈非线性 多胞线性参变系统 凸优化 挠性振动抑制

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挠性结构主动控制系统中执行机构配置与系统可控性的关系研究

9

作者 赵超 周凤歧 周军 《航天控制》 CSCD 北大核心 2002年第1期12-17,共6页

研究了挠性结构主动振动控制系统中执行机构的配置与系统可控性的关系,针对可以简化为梁结构的挠性结构,分析了为了保证系统可控性所需要配置的执行机构的具体数目,得到了定量的结论。

关键词 挠性结构振动 主动控制 系统可控性 执行机构配置

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基于高阶滑模变结构的挠性航天器大角度姿态机动控制研究 被引量：4

10

作者 于亚男 胡存明 +1 位作者 贺从园 李克勇 《上海航天》 2016年第3期48-54,共7页

考虑转动惯量不确定性和外界干扰条件下,对基于高阶滑模变结构的挠性航天器大角度姿态机动控制进行了研究。用四元数描述航天器的姿态运动学方程,为消除一阶滑模变结构控制律中因符号函数切换产生的高频抖振,用超螺旋算法设计了二阶滑... 考虑转动惯量不确定性和外界干扰条件下,对基于高阶滑模变结构的挠性航天器大角度姿态机动控制进行了研究。用四元数描述航天器的姿态运动学方程,为消除一阶滑模变结构控制律中因符号函数切换产生的高频抖振,用超螺旋算法设计了二阶滑模变结构控制器。超螺旋算法包括控制律的不连续时间导数和滑模变量的连续函数两部分,保证滑模相对阶次为2,无需滑模变量的时间导数信息,用连续的超螺旋控制律替代符号函数的切换部分,实现了二阶滑模变结构控制。仿真结果表明:算法对姿态机动控制力矩抖振的抑制作用明显,在相同的扰动和转动惯量不确定性条件下,基于超螺旋算法的二阶滑模变结构控制对挠性附件的振动抑制能力更强,抗干扰能力和鲁棒性更优。 展开更多

关键词 挠性航天器 大角度姿态机动 姿态控制 挠性振动 高阶滑模变结构控制 超螺旋算法 连续函数 抖振 抗干扰 鲁棒性

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基于前馈补偿的高精度卫星姿态控制 被引量：3

11

作者 万九卿 于劲松 张伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1393-1396,共4页

研究带有大型单翼太阳帆板的三轴稳定卫星在稳态运行期间姿态精确定向问题。计算了卫星运行空间的环境干扰力矩,分析了传统控制方法的局限性,并给出一种新的卫星姿态高精度动态补偿控制算法。推导了卫星的挠性动力学模型,在此基础上通... 研究带有大型单翼太阳帆板的三轴稳定卫星在稳态运行期间姿态精确定向问题。计算了卫星运行空间的环境干扰力矩,分析了传统控制方法的局限性,并给出一种新的卫星姿态高精度动态补偿控制算法。推导了卫星的挠性动力学模型,在此基础上通过仿真比较了此方法和传统方法的实际效果。结果表明,该方法可以显著提高姿态控制的响应速度和精度。 展开更多

关键词 姿态控制 环境干扰力矩 挠性振动

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基于分力合成方法的航天器闭环反馈控制 被引量：2

12

作者 张建英 刘暾 郑立伟 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期384-388,共5页

为了增强分力合成主动振动抑制方法抵抗外界干扰的能力,将分力合成方法与闭环反馈控制相结合同时进行设计.用非约束模态级数方法建立解耦的姿态动力学方程和挠性附件振动方程,通过选取合适的反馈量,在设计闭环反馈参数时将挠性附件的振... 为了增强分力合成主动振动抑制方法抵抗外界干扰的能力,将分力合成方法与闭环反馈控制相结合同时进行设计.用非约束模态级数方法建立解耦的姿态动力学方程和挠性附件振动方程,通过选取合适的反馈量,在设计闭环反馈参数时将挠性附件的振动和分力合成方法同时加入到约束条件中,得到最佳性能解.通过对单挠性杆模型的仿真,在满足系统各项性能指标的条件下,调整时间较分步设计方法明显减少,证明本文方法的有效性. 展开更多

关键词 同时设计方法 挠性振动 分力合成主动振动抑制方法 闭环反馈控制

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太阳翼不同转角的卫星在轨模态频率计算方法

13

作者 向明江 李梦宇 +1 位作者 吕旺 杜继超 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期35-40,共6页

卫星挠性振动频率会随着太阳翼的转动发生变化,在卫星动力学频率规划设计时尤其需要考虑到,以避免发生耦合振动。文章针对具有太阳翼的卫星,研究了太阳翼转动时由于星体构型变化对卫星模态频率产生的影响。通过建立卫星动力学混合坐标方... 卫星挠性振动频率会随着太阳翼的转动发生变化,在卫星动力学频率规划设计时尤其需要考虑到,以避免发生耦合振动。文章针对具有太阳翼的卫星,研究了太阳翼转动时由于星体构型变化对卫星模态频率产生的影响。通过建立卫星动力学混合坐标方程,推演出卫星结构动力学特征方程,在太阳翼转到不同角度时对卫星系统模态进行解算,从而获得一种具有太阳翼的遥感卫星系统模态计算方法。以某遥感卫星为背景进行了在轨模态计算,并与该卫星陀螺姿态角速度遥测数据对比,误差小于10%,验证了在轨模态计算方法的准确性。 展开更多

关键词 太阳翼 挠性振动 在轨模态 频率计算

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一种应用输入成型的敏捷卫星快速姿态机动控制方法 被引量：4

14

作者 周伟敏 廖瑛 +1 位作者 杨雅君 朱庆华 《航天器工程》 北大核心 2016年第4期27-32,共6页

敏捷卫星对姿态机动能力的快速性和稳定性提出了更高的要求,为此,提出一种应用输入成型的卫星姿态机动控制方法。通过引入比例-微分(PD)反馈加力矩前馈的复合控制,以及采用输入成型器对规划的原始姿态路径控制指令进行调制,使卫星控制... 敏捷卫星对姿态机动能力的快速性和稳定性提出了更高的要求,为此,提出一种应用输入成型的卫星姿态机动控制方法。通过引入比例-微分(PD)反馈加力矩前馈的复合控制,以及采用输入成型器对规划的原始姿态路径控制指令进行调制,使卫星控制后期稳定度得到提高,并能有效抑制挠性部件的振动。数学仿真验证的结果表明:对卫星姿态机动路径的规划和输入成型调制,可以在实现快速机动的同时,有效抑制挠性结构振动,缩短姿态稳定时间,为有效载荷提供更多的可工作时间和高精度、高稳定度的工作环境。 展开更多

关键词 敏捷卫星 姿态机动 输入成型 路径规划 挠性结构振动抑制 复合控制

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