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空天技术2025年第03期:带有大型太阳能帆板的航天器的模型预测控制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:郝粲;管萍;曹彧腾;

单位:北京信息科技大学自动化学院;

摘要:随着航天任务的复杂化,航天器的挠性附件尺寸越来越大。大型挠性附件由于振动衰减缓慢,严重影响了姿态控制精度,甚至造成姿态控制系统失稳。针对带有大挠性附件的航天器的姿态控制问题,设计基于收缩理论的Tube模型预测控制器。在无扰动条件下设计标称系统的模型预测控制律,获得三轴姿态角的标称轨迹。为有效处理大挠性附件振动对中心刚体姿态的扰动,针对带有扰动的实际系统,采用收缩理论设计Tube模型预测控制中的辅助控制器,以使实际系统的状态在扰动下能快速收敛至期望轨迹,并证明了所设计控制系统的稳定性。仿真结果表明,基于收缩理论的Tube模型预测控制可有效抑制挠性附件振动,使航天器三轴姿态快速达到期望值,增强了控制系统的鲁棒性。

关键词:大挠性航天器;;姿态控制;;Tube模型预测控制;;收缩理论;;收缩度量

基金资助:国家自然科学基金(No.12372004)