为了改善惯性动量轮的动静态性能,提高其转速跟踪精度和输出力矩精度,提出一种滑模变结构控制算法。通过建立包括永磁无刷直流电机和功率变换器在内的惯性动量轮状态空间平均模型,基于李导数形式表述的到达条件,设计并推导出滑模变结构...为了改善惯性动量轮的动静态性能,提高其转速跟踪精度和输出力矩精度,提出一种滑模变结构控制算法。通过建立包括永磁无刷直流电机和功率变换器在内的惯性动量轮状态空间平均模型,基于李导数形式表述的到达条件,设计并推导出滑模变结构控制律。为验证该控制律的有效性,在惯性动量轮上进行实验分析,实验结果表明:相比传统的PID控制算法,所采用的滑模变结构控制算法响应时间和超调量较小,绕组电流更加平滑,具有更好的动静态性能,转速跟踪精度从2.51 rad/s提高到0.21 rad/s,输出力矩精度从0.01 N m提高到0.001 N m。展开更多
研究了采用双框架控制力矩陀螺(Double Gimbaled Control Momentum Gyroscope,DGCMG)的敏捷卫星姿态/角动量联合控制问题,针对DGCMG的饱和奇异问题,提出了基于Lyapunov的姿态/角动量联合控制方法。首先,建立了采用两个平行构型DGCMG的...研究了采用双框架控制力矩陀螺(Double Gimbaled Control Momentum Gyroscope,DGCMG)的敏捷卫星姿态/角动量联合控制问题,针对DGCMG的饱和奇异问题,提出了基于Lyapunov的姿态/角动量联合控制方法。首先,建立了采用两个平行构型DGCMG的卫星姿态动力学模型,然后根据陀螺的力矩方程,通过可视化分析得出该构型只有内部隐奇异和饱和奇异两类奇异。隐奇异可以通过操纵律进行避免,而饱和奇异只能通过卸载方式来解决。为了避免采用推力器或磁力矩器等卸载方式带来的问题,设计了连续管理角动量的姿态/角动量联合控制器。此外,为了缩短系统的稳定时间,采用Sigmoid函数对控制器的参数选取进行了改进。该控制器完成敏捷卫星快速机动快速稳定任务的同时,还能连续调节角动量,达到姿态控制和角动量管理的折中。数值仿真结果验证了控制器的有效性。展开更多
文摘为了改善惯性动量轮的动静态性能,提高其转速跟踪精度和输出力矩精度,提出一种滑模变结构控制算法。通过建立包括永磁无刷直流电机和功率变换器在内的惯性动量轮状态空间平均模型,基于李导数形式表述的到达条件,设计并推导出滑模变结构控制律。为验证该控制律的有效性,在惯性动量轮上进行实验分析,实验结果表明:相比传统的PID控制算法,所采用的滑模变结构控制算法响应时间和超调量较小,绕组电流更加平滑,具有更好的动静态性能,转速跟踪精度从2.51 rad/s提高到0.21 rad/s,输出力矩精度从0.01 N m提高到0.001 N m。
文摘研究了采用双框架控制力矩陀螺(Double Gimbaled Control Momentum Gyroscope,DGCMG)的敏捷卫星姿态/角动量联合控制问题,针对DGCMG的饱和奇异问题,提出了基于Lyapunov的姿态/角动量联合控制方法。首先,建立了采用两个平行构型DGCMG的卫星姿态动力学模型,然后根据陀螺的力矩方程,通过可视化分析得出该构型只有内部隐奇异和饱和奇异两类奇异。隐奇异可以通过操纵律进行避免,而饱和奇异只能通过卸载方式来解决。为了避免采用推力器或磁力矩器等卸载方式带来的问题,设计了连续管理角动量的姿态/角动量联合控制器。此外,为了缩短系统的稳定时间,采用Sigmoid函数对控制器的参数选取进行了改进。该控制器完成敏捷卫星快速机动快速稳定任务的同时,还能连续调节角动量,达到姿态控制和角动量管理的折中。数值仿真结果验证了控制器的有效性。
